btrfs: remove duplicated include in block-group.c
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / mempolicy.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  * Simple NUMA memory policy for the Linux kernel.
4  *
5  * Copyright 2003,2004 Andi Kleen, SuSE Labs.
6  * (C) Copyright 2005 Christoph Lameter, Silicon Graphics, Inc.
7  *
8  * NUMA policy allows the user to give hints in which node(s) memory should
9  * be allocated.
10  *
11  * Support four policies per VMA and per process:
12  *
13  * The VMA policy has priority over the process policy for a page fault.
14  *
15  * interleave     Allocate memory interleaved over a set of nodes,
16  *                with normal fallback if it fails.
17  *                For VMA based allocations this interleaves based on the
18  *                offset into the backing object or offset into the mapping
19  *                for anonymous memory. For process policy an process counter
20  *                is used.
21  *
22  * bind           Only allocate memory on a specific set of nodes,
23  *                no fallback.
24  *                FIXME: memory is allocated starting with the first node
25  *                to the last. It would be better if bind would truly restrict
26  *                the allocation to memory nodes instead
27  *
28  * preferred       Try a specific node first before normal fallback.
29  *                As a special case NUMA_NO_NODE here means do the allocation
30  *                on the local CPU. This is normally identical to default,
31  *                but useful to set in a VMA when you have a non default
32  *                process policy.
33  *
34  * default        Allocate on the local node first, or when on a VMA
35  *                use the process policy. This is what Linux always did
36  *                in a NUMA aware kernel and still does by, ahem, default.
37  *
38  * The process policy is applied for most non interrupt memory allocations
39  * in that process' context. Interrupts ignore the policies and always
40  * try to allocate on the local CPU. The VMA policy is only applied for memory
41  * allocations for a VMA in the VM.
42  *
43  * Currently there are a few corner cases in swapping where the policy
44  * is not applied, but the majority should be handled. When process policy
45  * is used it is not remembered over swap outs/swap ins.
46  *
47  * Only the highest zone in the zone hierarchy gets policied. Allocations
48  * requesting a lower zone just use default policy. This implies that
49  * on systems with highmem kernel lowmem allocation don't get policied.
50  * Same with GFP_DMA allocations.
51  *
52  * For shmfs/tmpfs/hugetlbfs shared memory the policy is shared between
53  * all users and remembered even when nobody has memory mapped.
54  */
55
56 /* Notebook:
57    fix mmap readahead to honour policy and enable policy for any page cache
58    object
59    statistics for bigpages
60    global policy for page cache? currently it uses process policy. Requires
61    first item above.
62    handle mremap for shared memory (currently ignored for the policy)
63    grows down?
64    make bind policy root only? It can trigger oom much faster and the
65    kernel is not always grateful with that.
66 */
67
68 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
69
70 #include <linux/mempolicy.h>
71 #include <linux/pagewalk.h>
72 #include <linux/highmem.h>
73 #include <linux/hugetlb.h>
74 #include <linux/kernel.h>
75 #include <linux/sched.h>
76 #include <linux/sched/mm.h>
77 #include <linux/sched/numa_balancing.h>
78 #include <linux/sched/task.h>
79 #include <linux/nodemask.h>
80 #include <linux/cpuset.h>
81 #include <linux/slab.h>
82 #include <linux/string.h>
83 #include <linux/export.h>
84 #include <linux/nsproxy.h>
85 #include <linux/interrupt.h>
86 #include <linux/init.h>
87 #include <linux/compat.h>
88 #include <linux/ptrace.h>
89 #include <linux/swap.h>
90 #include <linux/seq_file.h>
91 #include <linux/proc_fs.h>
92 #include <linux/migrate.h>
93 #include <linux/ksm.h>
94 #include <linux/rmap.h>
95 #include <linux/security.h>
96 #include <linux/syscalls.h>
97 #include <linux/ctype.h>
98 #include <linux/mm_inline.h>
99 #include <linux/mmu_notifier.h>
100 #include <linux/printk.h>
101 #include <linux/swapops.h>
102
103 #include <asm/tlbflush.h>
104 #include <linux/uaccess.h>
105
106 #include "internal.h"
107
108 /* Internal flags */
109 #define MPOL_MF_DISCONTIG_OK (MPOL_MF_INTERNAL << 0)    /* Skip checks for continuous vmas */
110 #define MPOL_MF_INVERT (MPOL_MF_INTERNAL << 1)          /* Invert check for nodemask */
111
112 static struct kmem_cache *policy_cache;
113 static struct kmem_cache *sn_cache;
114
115 /* Highest zone. An specific allocation for a zone below that is not
116    policied. */
117 enum zone_type policy_zone = 0;
118
119 /*
120  * run-time system-wide default policy => local allocation
121  */
122 static struct mempolicy default_policy = {
123         .refcnt = ATOMIC_INIT(1), /* never free it */
124         .mode = MPOL_PREFERRED,
125         .flags = MPOL_F_LOCAL,
126 };
127
128 static struct mempolicy preferred_node_policy[MAX_NUMNODES];
129
130 /**
131  * numa_map_to_online_node - Find closest online node
132  * @nid: Node id to start the search
133  *
134  * Lookup the next closest node by distance if @nid is not online.
135  */
136 int numa_map_to_online_node(int node)
137 {
138         int min_dist = INT_MAX, dist, n, min_node;
139
140         if (node == NUMA_NO_NODE || node_online(node))
141                 return node;
142
143         min_node = node;
144         for_each_online_node(n) {
145                 dist = node_distance(node, n);
146                 if (dist < min_dist) {
147                         min_dist = dist;
148                         min_node = n;
149                 }
150         }
151
152         return min_node;
153 }
154 EXPORT_SYMBOL_GPL(numa_map_to_online_node);
155
156 struct mempolicy *get_task_policy(struct task_struct *p)
157 {
158         struct mempolicy *pol = p->mempolicy;
159         int node;
160
161         if (pol)
162                 return pol;
163
164         node = numa_node_id();
165         if (node != NUMA_NO_NODE) {
166                 pol = &preferred_node_policy[node];
167                 /* preferred_node_policy is not initialised early in boot */
168                 if (pol->mode)
169                         return pol;
170         }
171
172         return &default_policy;
173 }
174
175 static const struct mempolicy_operations {
176         int (*create)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
177         void (*rebind)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
178 } mpol_ops[MPOL_MAX];
179
180 static inline int mpol_store_user_nodemask(const struct mempolicy *pol)
181 {
182         return pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS;
183 }
184
185 static void mpol_relative_nodemask(nodemask_t *ret, const nodemask_t *orig,
186                                    const nodemask_t *rel)
187 {
188         nodemask_t tmp;
189         nodes_fold(tmp, *orig, nodes_weight(*rel));
190         nodes_onto(*ret, tmp, *rel);
191 }
192
193 static int mpol_new_interleave(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
194 {
195         if (nodes_empty(*nodes))
196                 return -EINVAL;
197         pol->v.nodes = *nodes;
198         return 0;
199 }
200
201 static int mpol_new_preferred(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
202 {
203         if (!nodes)
204                 pol->flags |= MPOL_F_LOCAL;     /* local allocation */
205         else if (nodes_empty(*nodes))
206                 return -EINVAL;                 /*  no allowed nodes */
207         else
208                 pol->v.preferred_node = first_node(*nodes);
209         return 0;
210 }
211
212 static int mpol_new_bind(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
213 {
214         if (nodes_empty(*nodes))
215                 return -EINVAL;
216         pol->v.nodes = *nodes;
217         return 0;
218 }
219
220 /*
221  * mpol_set_nodemask is called after mpol_new() to set up the nodemask, if
222  * any, for the new policy.  mpol_new() has already validated the nodes
223  * parameter with respect to the policy mode and flags.  But, we need to
224  * handle an empty nodemask with MPOL_PREFERRED here.
225  *
226  * Must be called holding task's alloc_lock to protect task's mems_allowed
227  * and mempolicy.  May also be called holding the mmap_semaphore 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_sem. 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_sem 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         down_write(&mm->mmap_sem);
409         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next)
410                 mpol_rebind_policy(vma->vm_policy, new);
411         up_write(&mm->mmap_sem);
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_sem 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_sem */
793         mpol_put(old);
794
795         return 0;
796  err_out:
797         mpol_put(new);
798         return err;
799 }
800
801 /* Step 2: apply policy to a range and do splits. */
802 static int mbind_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
803                        unsigned long end, struct mempolicy *new_pol)
804 {
805         struct vm_area_struct *next;
806         struct vm_area_struct *prev;
807         struct vm_area_struct *vma;
808         int err = 0;
809         pgoff_t pgoff;
810         unsigned long vmstart;
811         unsigned long vmend;
812
813         vma = find_vma(mm, start);
814         VM_BUG_ON(!vma);
815
816         prev = vma->vm_prev;
817         if (start > vma->vm_start)
818                 prev = vma;
819
820         for (; vma && vma->vm_start < end; prev = vma, vma = next) {
821                 next = vma->vm_next;
822                 vmstart = max(start, vma->vm_start);
823                 vmend   = min(end, vma->vm_end);
824
825                 if (mpol_equal(vma_policy(vma), new_pol))
826                         continue;
827
828                 pgoff = vma->vm_pgoff +
829                         ((vmstart - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
830                 prev = vma_merge(mm, prev, vmstart, vmend, vma->vm_flags,
831                                  vma->anon_vma, vma->vm_file, pgoff,
832                                  new_pol, vma->vm_userfaultfd_ctx);
833                 if (prev) {
834                         vma = prev;
835                         next = vma->vm_next;
836                         if (mpol_equal(vma_policy(vma), new_pol))
837                                 continue;
838                         /* vma_merge() joined vma && vma->next, case 8 */
839                         goto replace;
840                 }
841                 if (vma->vm_start != vmstart) {
842                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmstart, 1);
843                         if (err)
844                                 goto out;
845                 }
846                 if (vma->vm_end != vmend) {
847                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmend, 0);
848                         if (err)
849                                 goto out;
850                 }
851  replace:
852                 err = vma_replace_policy(vma, new_pol);
853                 if (err)
854                         goto out;
855         }
856
857  out:
858         return err;
859 }
860
861 /* Set the process memory policy */
862 static long do_set_mempolicy(unsigned short mode, unsigned short flags,
863                              nodemask_t *nodes)
864 {
865         struct mempolicy *new, *old;
866         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
867         int ret;
868
869         if (!scratch)
870                 return -ENOMEM;
871
872         new = mpol_new(mode, flags, nodes);
873         if (IS_ERR(new)) {
874                 ret = PTR_ERR(new);
875                 goto out;
876         }
877
878         task_lock(current);
879         ret = mpol_set_nodemask(new, nodes, scratch);
880         if (ret) {
881                 task_unlock(current);
882                 mpol_put(new);
883                 goto out;
884         }
885         old = current->mempolicy;
886         current->mempolicy = new;
887         if (new && new->mode == MPOL_INTERLEAVE)
888                 current->il_prev = MAX_NUMNODES-1;
889         task_unlock(current);
890         mpol_put(old);
891         ret = 0;
892 out:
893         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
894         return ret;
895 }
896
897 /*
898  * Return nodemask for policy for get_mempolicy() query
899  *
900  * Called with task's alloc_lock held
901  */
902 static void get_policy_nodemask(struct mempolicy *p, nodemask_t *nodes)
903 {
904         nodes_clear(*nodes);
905         if (p == &default_policy)
906                 return;
907
908         switch (p->mode) {
909         case MPOL_BIND:
910         case MPOL_INTERLEAVE:
911                 *nodes = p->v.nodes;
912                 break;
913         case MPOL_PREFERRED:
914                 if (!(p->flags & MPOL_F_LOCAL))
915                         node_set(p->v.preferred_node, *nodes);
916                 /* else return empty node mask for local allocation */
917                 break;
918         default:
919                 BUG();
920         }
921 }
922
923 static int lookup_node(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
924 {
925         struct page *p = NULL;
926         int err;
927
928         int locked = 1;
929         err = get_user_pages_locked(addr & PAGE_MASK, 1, 0, &p, &locked);
930         if (err == 0) {
931                 /* E.g. GUP interrupted by fatal signal */
932                 err = -EFAULT;
933         } else if (err > 0) {
934                 err = page_to_nid(p);
935                 put_page(p);
936         }
937         if (locked)
938                 up_read(&mm->mmap_sem);
939         return err;
940 }
941
942 /* Retrieve NUMA policy */
943 static long do_get_mempolicy(int *policy, nodemask_t *nmask,
944                              unsigned long addr, unsigned long flags)
945 {
946         int err;
947         struct mm_struct *mm = current->mm;
948         struct vm_area_struct *vma = NULL;
949         struct mempolicy *pol = current->mempolicy, *pol_refcount = NULL;
950
951         if (flags &
952                 ~(unsigned long)(MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR|MPOL_F_MEMS_ALLOWED))
953                 return -EINVAL;
954
955         if (flags & MPOL_F_MEMS_ALLOWED) {
956                 if (flags & (MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR))
957                         return -EINVAL;
958                 *policy = 0;    /* just so it's initialized */
959                 task_lock(current);
960                 *nmask  = cpuset_current_mems_allowed;
961                 task_unlock(current);
962                 return 0;
963         }
964
965         if (flags & MPOL_F_ADDR) {
966                 /*
967                  * Do NOT fall back to task policy if the
968                  * vma/shared policy at addr is NULL.  We
969                  * want to return MPOL_DEFAULT in this case.
970                  */
971                 down_read(&mm->mmap_sem);
972                 vma = find_vma_intersection(mm, addr, addr+1);
973                 if (!vma) {
974                         up_read(&mm->mmap_sem);
975                         return -EFAULT;
976                 }
977                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy)
978                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
979                 else
980                         pol = vma->vm_policy;
981         } else if (addr)
982                 return -EINVAL;
983
984         if (!pol)
985                 pol = &default_policy;  /* indicates default behavior */
986
987         if (flags & MPOL_F_NODE) {
988                 if (flags & MPOL_F_ADDR) {
989                         /*
990                          * Take a refcount on the mpol, lookup_node()
991                          * wil drop the mmap_sem, so after calling
992                          * lookup_node() only "pol" remains valid, "vma"
993                          * is stale.
994                          */
995                         pol_refcount = pol;
996                         vma = NULL;
997                         mpol_get(pol);
998                         err = lookup_node(mm, addr);
999                         if (err < 0)
1000                                 goto out;
1001                         *policy = err;
1002                 } else if (pol == current->mempolicy &&
1003                                 pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
1004                         *policy = next_node_in(current->il_prev, pol->v.nodes);
1005                 } else {
1006                         err = -EINVAL;
1007                         goto out;
1008                 }
1009         } else {
1010                 *policy = pol == &default_policy ? MPOL_DEFAULT :
1011                                                 pol->mode;
1012                 /*
1013                  * Internal mempolicy flags must be masked off before exposing
1014                  * the policy to userspace.
1015                  */
1016                 *policy |= (pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS);
1017         }
1018
1019         err = 0;
1020         if (nmask) {
1021                 if (mpol_store_user_nodemask(pol)) {
1022                         *nmask = pol->w.user_nodemask;
1023                 } else {
1024                         task_lock(current);
1025                         get_policy_nodemask(pol, nmask);
1026                         task_unlock(current);
1027                 }
1028         }
1029
1030  out:
1031         mpol_cond_put(pol);
1032         if (vma)
1033                 up_read(&mm->mmap_sem);
1034         if (pol_refcount)
1035                 mpol_put(pol_refcount);
1036         return err;
1037 }
1038
1039 #ifdef CONFIG_MIGRATION
1040 /*
1041  * page migration, thp tail pages can be passed.
1042  */
1043 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1044                                 unsigned long flags)
1045 {
1046         struct page *head = compound_head(page);
1047         /*
1048          * Avoid migrating a page that is shared with others.
1049          */
1050         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) || page_mapcount(head) == 1) {
1051                 if (!isolate_lru_page(head)) {
1052                         list_add_tail(&head->lru, pagelist);
1053                         mod_node_page_state(page_pgdat(head),
1054                                 NR_ISOLATED_ANON + page_is_file_lru(head),
1055                                 hpage_nr_pages(head));
1056                 } else if (flags & MPOL_MF_STRICT) {
1057                         /*
1058                          * Non-movable page may reach here.  And, there may be
1059                          * temporary off LRU pages or non-LRU movable pages.
1060                          * Treat them as unmovable pages since they can't be
1061                          * isolated, so they can't be moved at the moment.  It
1062                          * should return -EIO for this case too.
1063                          */
1064                         return -EIO;
1065                 }
1066         }
1067
1068         return 0;
1069 }
1070
1071 /* page allocation callback for NUMA node migration */
1072 struct page *alloc_new_node_page(struct page *page, unsigned long node)
1073 {
1074         if (PageHuge(page))
1075                 return alloc_huge_page_node(page_hstate(compound_head(page)),
1076                                         node);
1077         else if (PageTransHuge(page)) {
1078                 struct page *thp;
1079
1080                 thp = alloc_pages_node(node,
1081                         (GFP_TRANSHUGE | __GFP_THISNODE),
1082                         HPAGE_PMD_ORDER);
1083                 if (!thp)
1084                         return NULL;
1085                 prep_transhuge_page(thp);
1086                 return thp;
1087         } else
1088                 return __alloc_pages_node(node, GFP_HIGHUSER_MOVABLE |
1089                                                     __GFP_THISNODE, 0);
1090 }
1091
1092 /*
1093  * Migrate pages from one node to a target node.
1094  * Returns error or the number of pages not migrated.
1095  */
1096 static int migrate_to_node(struct mm_struct *mm, int source, int dest,
1097                            int flags)
1098 {
1099         nodemask_t nmask;
1100         LIST_HEAD(pagelist);
1101         int err = 0;
1102
1103         nodes_clear(nmask);
1104         node_set(source, nmask);
1105
1106         /*
1107          * This does not "check" the range but isolates all pages that
1108          * need migration.  Between passing in the full user address
1109          * space range and MPOL_MF_DISCONTIG_OK, this call can not fail.
1110          */
1111         VM_BUG_ON(!(flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)));
1112         queue_pages_range(mm, mm->mmap->vm_start, mm->task_size, &nmask,
1113                         flags | MPOL_MF_DISCONTIG_OK, &pagelist);
1114
1115         if (!list_empty(&pagelist)) {
1116                 err = migrate_pages(&pagelist, alloc_new_node_page, NULL, dest,
1117                                         MIGRATE_SYNC, MR_SYSCALL);
1118                 if (err)
1119                         putback_movable_pages(&pagelist);
1120         }
1121
1122         return err;
1123 }
1124
1125 /*
1126  * Move pages between the two nodesets so as to preserve the physical
1127  * layout as much as possible.
1128  *
1129  * Returns the number of page that could not be moved.
1130  */
1131 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1132                      const nodemask_t *to, int flags)
1133 {
1134         int busy = 0;
1135         int err;
1136         nodemask_t tmp;
1137
1138         err = migrate_prep();
1139         if (err)
1140                 return err;
1141
1142         down_read(&mm->mmap_sem);
1143
1144         /*
1145          * Find a 'source' bit set in 'tmp' whose corresponding 'dest'
1146          * bit in 'to' is not also set in 'tmp'.  Clear the found 'source'
1147          * bit in 'tmp', and return that <source, dest> pair for migration.
1148          * The pair of nodemasks 'to' and 'from' define the map.
1149          *
1150          * If no pair of bits is found that way, fallback to picking some
1151          * pair of 'source' and 'dest' bits that are not the same.  If the
1152          * 'source' and 'dest' bits are the same, this represents a node
1153          * that will be migrating to itself, so no pages need move.
1154          *
1155          * If no bits are left in 'tmp', or if all remaining bits left
1156          * in 'tmp' correspond to the same bit in 'to', return false
1157          * (nothing left to migrate).
1158          *
1159          * This lets us pick a pair of nodes to migrate between, such that
1160          * if possible the dest node is not already occupied by some other
1161          * source node, minimizing the risk of overloading the memory on a
1162          * node that would happen if we migrated incoming memory to a node
1163          * before migrating outgoing memory source that same node.
1164          *
1165          * A single scan of tmp is sufficient.  As we go, we remember the
1166          * most recent <s, d> pair that moved (s != d).  If we find a pair
1167          * that not only moved, but what's better, moved to an empty slot
1168          * (d is not set in tmp), then we break out then, with that pair.
1169          * Otherwise when we finish scanning from_tmp, we at least have the
1170          * most recent <s, d> pair that moved.  If we get all the way through
1171          * the scan of tmp without finding any node that moved, much less
1172          * moved to an empty node, then there is nothing left worth migrating.
1173          */
1174
1175         tmp = *from;
1176         while (!nodes_empty(tmp)) {
1177                 int s,d;
1178                 int source = NUMA_NO_NODE;
1179                 int dest = 0;
1180
1181                 for_each_node_mask(s, tmp) {
1182
1183                         /*
1184                          * do_migrate_pages() tries to maintain the relative
1185                          * node relationship of the pages established between
1186                          * threads and memory areas.
1187                          *
1188                          * However if the number of source nodes is not equal to
1189                          * the number of destination nodes we can not preserve
1190                          * this node relative relationship.  In that case, skip
1191                          * copying memory from a node that is in the destination
1192                          * mask.
1193                          *
1194                          * Example: [2,3,4] -> [3,4,5] moves everything.
1195                          *          [0-7] - > [3,4,5] moves only 0,1,2,6,7.
1196                          */
1197
1198                         if ((nodes_weight(*from) != nodes_weight(*to)) &&
1199                                                 (node_isset(s, *to)))
1200                                 continue;
1201
1202                         d = node_remap(s, *from, *to);
1203                         if (s == d)
1204                                 continue;
1205
1206                         source = s;     /* Node moved. Memorize */
1207                         dest = d;
1208
1209                         /* dest not in remaining from nodes? */
1210                         if (!node_isset(dest, tmp))
1211                                 break;
1212                 }
1213                 if (source == NUMA_NO_NODE)
1214                         break;
1215
1216                 node_clear(source, tmp);
1217                 err = migrate_to_node(mm, source, dest, flags);
1218                 if (err > 0)
1219                         busy += err;
1220                 if (err < 0)
1221                         break;
1222         }
1223         up_read(&mm->mmap_sem);
1224         if (err < 0)
1225                 return err;
1226         return busy;
1227
1228 }
1229
1230 /*
1231  * Allocate a new page for page migration based on vma policy.
1232  * Start by assuming the page is mapped by the same vma as contains @start.
1233  * Search forward from there, if not.  N.B., this assumes that the
1234  * list of pages handed to migrate_pages()--which is how we get here--
1235  * is in virtual address order.
1236  */
1237 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start)
1238 {
1239         struct vm_area_struct *vma;
1240         unsigned long uninitialized_var(address);
1241
1242         vma = find_vma(current->mm, start);
1243         while (vma) {
1244                 address = page_address_in_vma(page, vma);
1245                 if (address != -EFAULT)
1246                         break;
1247                 vma = vma->vm_next;
1248         }
1249
1250         if (PageHuge(page)) {
1251                 return alloc_huge_page_vma(page_hstate(compound_head(page)),
1252                                 vma, address);
1253         } else if (PageTransHuge(page)) {
1254                 struct page *thp;
1255
1256                 thp = alloc_hugepage_vma(GFP_TRANSHUGE, vma, address,
1257                                          HPAGE_PMD_ORDER);
1258                 if (!thp)
1259                         return NULL;
1260                 prep_transhuge_page(thp);
1261                 return thp;
1262         }
1263         /*
1264          * if !vma, alloc_page_vma() will use task or system default policy
1265          */
1266         return alloc_page_vma(GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_RETRY_MAYFAIL,
1267                         vma, address);
1268 }
1269 #else
1270
1271 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1272                                 unsigned long flags)
1273 {
1274         return -EIO;
1275 }
1276
1277 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1278                      const nodemask_t *to, int flags)
1279 {
1280         return -ENOSYS;
1281 }
1282
1283 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start)
1284 {
1285         return NULL;
1286 }
1287 #endif
1288
1289 static long do_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1290                      unsigned short mode, unsigned short mode_flags,
1291                      nodemask_t *nmask, unsigned long flags)
1292 {
1293         struct mm_struct *mm = current->mm;
1294         struct mempolicy *new;
1295         unsigned long end;
1296         int err;
1297         int ret;
1298         LIST_HEAD(pagelist);
1299
1300         if (flags & ~(unsigned long)MPOL_MF_VALID)
1301                 return -EINVAL;
1302         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1303                 return -EPERM;
1304
1305         if (start & ~PAGE_MASK)
1306                 return -EINVAL;
1307
1308         if (mode == MPOL_DEFAULT)
1309                 flags &= ~MPOL_MF_STRICT;
1310
1311         len = (len + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
1312         end = start + len;
1313
1314         if (end < start)
1315                 return -EINVAL;
1316         if (end == start)
1317                 return 0;
1318
1319         new = mpol_new(mode, mode_flags, nmask);
1320         if (IS_ERR(new))
1321                 return PTR_ERR(new);
1322
1323         if (flags & MPOL_MF_LAZY)
1324                 new->flags |= MPOL_F_MOF;
1325
1326         /*
1327          * If we are using the default policy then operation
1328          * on discontinuous address spaces is okay after all
1329          */
1330         if (!new)
1331                 flags |= MPOL_MF_DISCONTIG_OK;
1332
1333         pr_debug("mbind %lx-%lx mode:%d flags:%d nodes:%lx\n",
1334                  start, start + len, mode, mode_flags,
1335                  nmask ? nodes_addr(*nmask)[0] : NUMA_NO_NODE);
1336
1337         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
1338
1339                 err = migrate_prep();
1340                 if (err)
1341                         goto mpol_out;
1342         }
1343         {
1344                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1345                 if (scratch) {
1346                         down_write(&mm->mmap_sem);
1347                         task_lock(current);
1348                         err = mpol_set_nodemask(new, nmask, scratch);
1349                         task_unlock(current);
1350                         if (err)
1351                                 up_write(&mm->mmap_sem);
1352                 } else
1353                         err = -ENOMEM;
1354                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1355         }
1356         if (err)
1357                 goto mpol_out;
1358
1359         ret = queue_pages_range(mm, start, end, nmask,
1360                           flags | MPOL_MF_INVERT, &pagelist);
1361
1362         if (ret < 0) {
1363                 err = ret;
1364                 goto up_out;
1365         }
1366
1367         err = mbind_range(mm, start, end, new);
1368
1369         if (!err) {
1370                 int nr_failed = 0;
1371
1372                 if (!list_empty(&pagelist)) {
1373                         WARN_ON_ONCE(flags & MPOL_MF_LAZY);
1374                         nr_failed = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL,
1375                                 start, MIGRATE_SYNC, MR_MEMPOLICY_MBIND);
1376                         if (nr_failed)
1377                                 putback_movable_pages(&pagelist);
1378                 }
1379
1380                 if ((ret > 0) || (nr_failed && (flags & MPOL_MF_STRICT)))
1381                         err = -EIO;
1382         } else {
1383 up_out:
1384                 if (!list_empty(&pagelist))
1385                         putback_movable_pages(&pagelist);
1386         }
1387
1388         up_write(&mm->mmap_sem);
1389 mpol_out:
1390         mpol_put(new);
1391         return err;
1392 }
1393
1394 /*
1395  * User space interface with variable sized bitmaps for nodelists.
1396  */
1397
1398 /* Copy a node mask from user space. */
1399 static int get_nodes(nodemask_t *nodes, const unsigned long __user *nmask,
1400                      unsigned long maxnode)
1401 {
1402         unsigned long k;
1403         unsigned long t;
1404         unsigned long nlongs;
1405         unsigned long endmask;
1406
1407         --maxnode;
1408         nodes_clear(*nodes);
1409         if (maxnode == 0 || !nmask)
1410                 return 0;
1411         if (maxnode > PAGE_SIZE*BITS_PER_BYTE)
1412                 return -EINVAL;
1413
1414         nlongs = BITS_TO_LONGS(maxnode);
1415         if ((maxnode % BITS_PER_LONG) == 0)
1416                 endmask = ~0UL;
1417         else
1418                 endmask = (1UL << (maxnode % BITS_PER_LONG)) - 1;
1419
1420         /*
1421          * When the user specified more nodes than supported just check
1422          * if the non supported part is all zero.
1423          *
1424          * If maxnode have more longs than MAX_NUMNODES, check
1425          * the bits in that area first. And then go through to
1426          * check the rest bits which equal or bigger than MAX_NUMNODES.
1427          * Otherwise, just check bits [MAX_NUMNODES, maxnode).
1428          */
1429         if (nlongs > BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES)) {
1430                 for (k = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES); k < nlongs; k++) {
1431                         if (get_user(t, nmask + k))
1432                                 return -EFAULT;
1433                         if (k == nlongs - 1) {
1434                                 if (t & endmask)
1435                                         return -EINVAL;
1436                         } else if (t)
1437                                 return -EINVAL;
1438                 }
1439                 nlongs = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES);
1440                 endmask = ~0UL;
1441         }
1442
1443         if (maxnode > MAX_NUMNODES && MAX_NUMNODES % BITS_PER_LONG != 0) {
1444                 unsigned long valid_mask = endmask;
1445
1446                 valid_mask &= ~((1UL << (MAX_NUMNODES % BITS_PER_LONG)) - 1);
1447                 if (get_user(t, nmask + nlongs - 1))
1448                         return -EFAULT;
1449                 if (t & valid_mask)
1450                         return -EINVAL;
1451         }
1452
1453         if (copy_from_user(nodes_addr(*nodes), nmask, nlongs*sizeof(unsigned long)))
1454                 return -EFAULT;
1455         nodes_addr(*nodes)[nlongs-1] &= endmask;
1456         return 0;
1457 }
1458
1459 /* Copy a kernel node mask to user space */
1460 static int copy_nodes_to_user(unsigned long __user *mask, unsigned long maxnode,
1461                               nodemask_t *nodes)
1462 {
1463         unsigned long copy = ALIGN(maxnode-1, 64) / 8;
1464         unsigned int nbytes = BITS_TO_LONGS(nr_node_ids) * sizeof(long);
1465
1466         if (copy > nbytes) {
1467                 if (copy > PAGE_SIZE)
1468                         return -EINVAL;
1469                 if (clear_user((char __user *)mask + nbytes, copy - nbytes))
1470                         return -EFAULT;
1471                 copy = nbytes;
1472         }
1473         return copy_to_user(mask, nodes_addr(*nodes), copy) ? -EFAULT : 0;
1474 }
1475
1476 static long kernel_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1477                          unsigned long mode, const unsigned long __user *nmask,
1478                          unsigned long maxnode, unsigned int flags)
1479 {
1480         nodemask_t nodes;
1481         int err;
1482         unsigned short mode_flags;
1483
1484         start = untagged_addr(start);
1485         mode_flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1486         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1487         if (mode >= MPOL_MAX)
1488                 return -EINVAL;
1489         if ((mode_flags & MPOL_F_STATIC_NODES) &&
1490             (mode_flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1491                 return -EINVAL;
1492         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1493         if (err)
1494                 return err;
1495         return do_mbind(start, len, mode, mode_flags, &nodes, flags);
1496 }
1497
1498 SYSCALL_DEFINE6(mbind, unsigned long, start, unsigned long, len,
1499                 unsigned long, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1500                 unsigned long, maxnode, unsigned int, flags)
1501 {
1502         return kernel_mbind(start, len, mode, nmask, maxnode, flags);
1503 }
1504
1505 /* Set the process memory policy */
1506 static long kernel_set_mempolicy(int mode, const unsigned long __user *nmask,
1507                                  unsigned long maxnode)
1508 {
1509         int err;
1510         nodemask_t nodes;
1511         unsigned short flags;
1512
1513         flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1514         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1515         if ((unsigned int)mode >= MPOL_MAX)
1516                 return -EINVAL;
1517         if ((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) && (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1518                 return -EINVAL;
1519         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1520         if (err)
1521                 return err;
1522         return do_set_mempolicy(mode, flags, &nodes);
1523 }
1524
1525 SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1526                 unsigned long, maxnode)
1527 {
1528         return kernel_set_mempolicy(mode, nmask, maxnode);
1529 }
1530
1531 static int kernel_migrate_pages(pid_t pid, unsigned long maxnode,
1532                                 const unsigned long __user *old_nodes,
1533                                 const unsigned long __user *new_nodes)
1534 {
1535         struct mm_struct *mm = NULL;
1536         struct task_struct *task;
1537         nodemask_t task_nodes;
1538         int err;
1539         nodemask_t *old;
1540         nodemask_t *new;
1541         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1542
1543         if (!scratch)
1544                 return -ENOMEM;
1545
1546         old = &scratch->mask1;
1547         new = &scratch->mask2;
1548
1549         err = get_nodes(old, old_nodes, maxnode);
1550         if (err)
1551                 goto out;
1552
1553         err = get_nodes(new, new_nodes, maxnode);
1554         if (err)
1555                 goto out;
1556
1557         /* Find the mm_struct */
1558         rcu_read_lock();
1559         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1560         if (!task) {
1561                 rcu_read_unlock();
1562                 err = -ESRCH;
1563                 goto out;
1564         }
1565         get_task_struct(task);
1566
1567         err = -EINVAL;
1568
1569         /*
1570          * Check if this process has the right to modify the specified process.
1571          * Use the regular "ptrace_may_access()" checks.
1572          */
1573         if (!ptrace_may_access(task, PTRACE_MODE_READ_REALCREDS)) {
1574                 rcu_read_unlock();
1575                 err = -EPERM;
1576                 goto out_put;
1577         }
1578         rcu_read_unlock();
1579
1580         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1581         /* Is the user allowed to access the target nodes? */
1582         if (!nodes_subset(*new, task_nodes) && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1583                 err = -EPERM;
1584                 goto out_put;
1585         }
1586
1587         task_nodes = cpuset_mems_allowed(current);
1588         nodes_and(*new, *new, task_nodes);
1589         if (nodes_empty(*new))
1590                 goto out_put;
1591
1592         err = security_task_movememory(task);
1593         if (err)
1594                 goto out_put;
1595
1596         mm = get_task_mm(task);
1597         put_task_struct(task);
1598
1599         if (!mm) {
1600                 err = -EINVAL;
1601                 goto out;
1602         }
1603
1604         err = do_migrate_pages(mm, old, new,
1605                 capable(CAP_SYS_NICE) ? MPOL_MF_MOVE_ALL : MPOL_MF_MOVE);
1606
1607         mmput(mm);
1608 out:
1609         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1610
1611         return err;
1612
1613 out_put:
1614         put_task_struct(task);
1615         goto out;
1616
1617 }
1618
1619 SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, pid_t, pid, unsigned long, maxnode,
1620                 const unsigned long __user *, old_nodes,
1621                 const unsigned long __user *, new_nodes)
1622 {
1623         return kernel_migrate_pages(pid, maxnode, old_nodes, new_nodes);
1624 }
1625
1626
1627 /* Retrieve NUMA policy */
1628 static int kernel_get_mempolicy(int __user *policy,
1629                                 unsigned long __user *nmask,
1630                                 unsigned long maxnode,
1631                                 unsigned long addr,
1632                                 unsigned long flags)
1633 {
1634         int err;
1635         int uninitialized_var(pval);
1636         nodemask_t nodes;
1637
1638         addr = untagged_addr(addr);
1639
1640         if (nmask != NULL && maxnode < nr_node_ids)
1641                 return -EINVAL;
1642
1643         err = do_get_mempolicy(&pval, &nodes, addr, flags);
1644
1645         if (err)
1646                 return err;
1647
1648         if (policy && put_user(pval, policy))
1649                 return -EFAULT;
1650
1651         if (nmask)
1652                 err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, &nodes);
1653
1654         return err;
1655 }
1656
1657 SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1658                 unsigned long __user *, nmask, unsigned long, maxnode,
1659                 unsigned long, addr, unsigned long, flags)
1660 {
1661         return kernel_get_mempolicy(policy, nmask, maxnode, addr, flags);
1662 }
1663
1664 #ifdef CONFIG_COMPAT
1665
1666 COMPAT_SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1667                        compat_ulong_t __user *, nmask,
1668                        compat_ulong_t, maxnode,
1669                        compat_ulong_t, addr, compat_ulong_t, flags)
1670 {
1671         long err;
1672         unsigned long __user *nm = NULL;
1673         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1674         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1675
1676         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, nr_node_ids);
1677         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1678
1679         if (nmask)
1680                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1681
1682         err = kernel_get_mempolicy(policy, nm, nr_bits+1, addr, flags);
1683
1684         if (!err && nmask) {
1685                 unsigned long copy_size;
1686                 copy_size = min_t(unsigned long, sizeof(bm), alloc_size);
1687                 err = copy_from_user(bm, nm, copy_size);
1688                 /* ensure entire bitmap is zeroed */
1689                 err |= clear_user(nmask, ALIGN(maxnode-1, 8) / 8);
1690                 err |= compat_put_bitmap(nmask, bm, nr_bits);
1691         }
1692
1693         return err;
1694 }
1695
1696 COMPAT_SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, compat_ulong_t __user *, nmask,
1697                        compat_ulong_t, maxnode)
1698 {
1699         unsigned long __user *nm = NULL;
1700         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1701         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1702
1703         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1704         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1705
1706         if (nmask) {
1707                 if (compat_get_bitmap(bm, nmask, nr_bits))
1708                         return -EFAULT;
1709                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1710                 if (copy_to_user(nm, bm, alloc_size))
1711                         return -EFAULT;
1712         }
1713
1714         return kernel_set_mempolicy(mode, nm, nr_bits+1);
1715 }
1716
1717 COMPAT_SYSCALL_DEFINE6(mbind, compat_ulong_t, start, compat_ulong_t, len,
1718                        compat_ulong_t, mode, compat_ulong_t __user *, nmask,
1719                        compat_ulong_t, maxnode, compat_ulong_t, flags)
1720 {
1721         unsigned long __user *nm = NULL;
1722         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1723         nodemask_t bm;
1724
1725         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1726         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1727
1728         if (nmask) {
1729                 if (compat_get_bitmap(nodes_addr(bm), nmask, nr_bits))
1730                         return -EFAULT;
1731                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1732                 if (copy_to_user(nm, nodes_addr(bm), alloc_size))
1733                         return -EFAULT;
1734         }
1735
1736         return kernel_mbind(start, len, mode, nm, nr_bits+1, flags);
1737 }
1738
1739 COMPAT_SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, compat_pid_t, pid,
1740                        compat_ulong_t, maxnode,
1741                        const compat_ulong_t __user *, old_nodes,
1742                        const compat_ulong_t __user *, new_nodes)
1743 {
1744         unsigned long __user *old = NULL;
1745         unsigned long __user *new = NULL;
1746         nodemask_t tmp_mask;
1747         unsigned long nr_bits;
1748         unsigned long size;
1749
1750         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode - 1, MAX_NUMNODES);
1751         size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1752         if (old_nodes) {
1753                 if (compat_get_bitmap(nodes_addr(tmp_mask), old_nodes, nr_bits))
1754                         return -EFAULT;
1755                 old = compat_alloc_user_space(new_nodes ? size * 2 : size);
1756                 if (new_nodes)
1757                         new = old + size / sizeof(unsigned long);
1758                 if (copy_to_user(old, nodes_addr(tmp_mask), size))
1759                         return -EFAULT;
1760         }
1761         if (new_nodes) {
1762                 if (compat_get_bitmap(nodes_addr(tmp_mask), new_nodes, nr_bits))
1763                         return -EFAULT;
1764                 if (new == NULL)
1765                         new = compat_alloc_user_space(size);
1766                 if (copy_to_user(new, nodes_addr(tmp_mask), size))
1767                         return -EFAULT;
1768         }
1769         return kernel_migrate_pages(pid, nr_bits + 1, old, new);
1770 }
1771
1772 #endif /* CONFIG_COMPAT */
1773
1774 bool vma_migratable(struct vm_area_struct *vma)
1775 {
1776         if (vma->vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP))
1777                 return false;
1778
1779         /*
1780          * DAX device mappings require predictable access latency, so avoid
1781          * incurring periodic faults.
1782          */
1783         if (vma_is_dax(vma))
1784                 return false;
1785
1786         if (is_vm_hugetlb_page(vma) &&
1787                 !hugepage_migration_supported(hstate_vma(vma)))
1788                 return false;
1789
1790         /*
1791          * Migration allocates pages in the highest zone. If we cannot
1792          * do so then migration (at least from node to node) is not
1793          * possible.
1794          */
1795         if (vma->vm_file &&
1796                 gfp_zone(mapping_gfp_mask(vma->vm_file->f_mapping))
1797                         < policy_zone)
1798                 return false;
1799         return true;
1800 }
1801
1802 struct mempolicy *__get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1803                                                 unsigned long addr)
1804 {
1805         struct mempolicy *pol = NULL;
1806
1807         if (vma) {
1808                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1809                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
1810                 } else if (vma->vm_policy) {
1811                         pol = vma->vm_policy;
1812
1813                         /*
1814                          * shmem_alloc_page() passes MPOL_F_SHARED policy with
1815                          * a pseudo vma whose vma->vm_ops=NULL. Take a reference
1816                          * count on these policies which will be dropped by
1817                          * mpol_cond_put() later
1818                          */
1819                         if (mpol_needs_cond_ref(pol))
1820                                 mpol_get(pol);
1821                 }
1822         }
1823
1824         return pol;
1825 }
1826
1827 /*
1828  * get_vma_policy(@vma, @addr)
1829  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
1830  * @addr: address in @vma for shared policy lookup
1831  *
1832  * Returns effective policy for a VMA at specified address.
1833  * Falls back to current->mempolicy or system default policy, as necessary.
1834  * Shared policies [those marked as MPOL_F_SHARED] require an extra reference
1835  * count--added by the get_policy() vm_op, as appropriate--to protect against
1836  * freeing by another task.  It is the caller's responsibility to free the
1837  * extra reference for shared policies.
1838  */
1839 static struct mempolicy *get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1840                                                 unsigned long addr)
1841 {
1842         struct mempolicy *pol = __get_vma_policy(vma, addr);
1843
1844         if (!pol)
1845                 pol = get_task_policy(current);
1846
1847         return pol;
1848 }
1849
1850 bool vma_policy_mof(struct vm_area_struct *vma)
1851 {
1852         struct mempolicy *pol;
1853
1854         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1855                 bool ret = false;
1856
1857                 pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, vma->vm_start);
1858                 if (pol && (pol->flags & MPOL_F_MOF))
1859                         ret = true;
1860                 mpol_cond_put(pol);
1861
1862                 return ret;
1863         }
1864
1865         pol = vma->vm_policy;
1866         if (!pol)
1867                 pol = get_task_policy(current);
1868
1869         return pol->flags & MPOL_F_MOF;
1870 }
1871
1872 static int apply_policy_zone(struct mempolicy *policy, enum zone_type zone)
1873 {
1874         enum zone_type dynamic_policy_zone = policy_zone;
1875
1876         BUG_ON(dynamic_policy_zone == ZONE_MOVABLE);
1877
1878         /*
1879          * if policy->v.nodes has movable memory only,
1880          * we apply policy when gfp_zone(gfp) = ZONE_MOVABLE only.
1881          *
1882          * policy->v.nodes is intersect with node_states[N_MEMORY].
1883          * so if the following test faile, it implies
1884          * policy->v.nodes has movable memory only.
1885          */
1886         if (!nodes_intersects(policy->v.nodes, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
1887                 dynamic_policy_zone = ZONE_MOVABLE;
1888
1889         return zone >= dynamic_policy_zone;
1890 }
1891
1892 /*
1893  * Return a nodemask representing a mempolicy for filtering nodes for
1894  * page allocation
1895  */
1896 static nodemask_t *policy_nodemask(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1897 {
1898         /* Lower zones don't get a nodemask applied for MPOL_BIND */
1899         if (unlikely(policy->mode == MPOL_BIND) &&
1900                         apply_policy_zone(policy, gfp_zone(gfp)) &&
1901                         cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(&policy->v.nodes))
1902                 return &policy->v.nodes;
1903
1904         return NULL;
1905 }
1906
1907 /* Return the node id preferred by the given mempolicy, or the given id */
1908 static int policy_node(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy,
1909                                                                 int nd)
1910 {
1911         if (policy->mode == MPOL_PREFERRED && !(policy->flags & MPOL_F_LOCAL))
1912                 nd = policy->v.preferred_node;
1913         else {
1914                 /*
1915                  * __GFP_THISNODE shouldn't even be used with the bind policy
1916                  * because we might easily break the expectation to stay on the
1917                  * requested node and not break the policy.
1918                  */
1919                 WARN_ON_ONCE(policy->mode == MPOL_BIND && (gfp & __GFP_THISNODE));
1920         }
1921
1922         return nd;
1923 }
1924
1925 /* Do dynamic interleaving for a process */
1926 static unsigned interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
1927 {
1928         unsigned next;
1929         struct task_struct *me = current;
1930
1931         next = next_node_in(me->il_prev, policy->v.nodes);
1932         if (next < MAX_NUMNODES)
1933                 me->il_prev = next;
1934         return next;
1935 }
1936
1937 /*
1938  * Depending on the memory policy provide a node from which to allocate the
1939  * next slab entry.
1940  */
1941 unsigned int mempolicy_slab_node(void)
1942 {
1943         struct mempolicy *policy;
1944         int node = numa_mem_id();
1945
1946         if (in_interrupt())
1947                 return node;
1948
1949         policy = current->mempolicy;
1950         if (!policy || policy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1951                 return node;
1952
1953         switch (policy->mode) {
1954         case MPOL_PREFERRED:
1955                 /*
1956                  * handled MPOL_F_LOCAL above
1957                  */
1958                 return policy->v.preferred_node;
1959
1960         case MPOL_INTERLEAVE:
1961                 return interleave_nodes(policy);
1962
1963         case MPOL_BIND: {
1964                 struct zoneref *z;
1965
1966                 /*
1967                  * Follow bind policy behavior and start allocation at the
1968                  * first node.
1969                  */
1970                 struct zonelist *zonelist;
1971                 enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(GFP_KERNEL);
1972                 zonelist = &NODE_DATA(node)->node_zonelists[ZONELIST_FALLBACK];
1973                 z = first_zones_zonelist(zonelist, highest_zoneidx,
1974                                                         &policy->v.nodes);
1975                 return z->zone ? zone_to_nid(z->zone) : node;
1976         }
1977
1978         default:
1979                 BUG();
1980         }
1981 }
1982
1983 /*
1984  * Do static interleaving for a VMA with known offset @n.  Returns the n'th
1985  * node in pol->v.nodes (starting from n=0), wrapping around if n exceeds the
1986  * number of present nodes.
1987  */
1988 static unsigned offset_il_node(struct mempolicy *pol, unsigned long n)
1989 {
1990         unsigned nnodes = nodes_weight(pol->v.nodes);
1991         unsigned target;
1992         int i;
1993         int nid;
1994
1995         if (!nnodes)
1996                 return numa_node_id();
1997         target = (unsigned int)n % nnodes;
1998         nid = first_node(pol->v.nodes);
1999         for (i = 0; i < target; i++)
2000                 nid = next_node(nid, pol->v.nodes);
2001         return nid;
2002 }
2003
2004 /* Determine a node number for interleave */
2005 static inline unsigned interleave_nid(struct mempolicy *pol,
2006                  struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, int shift)
2007 {
2008         if (vma) {
2009                 unsigned long off;
2010
2011                 /*
2012                  * for small pages, there is no difference between
2013                  * shift and PAGE_SHIFT, so the bit-shift is safe.
2014                  * for huge pages, since vm_pgoff is in units of small
2015                  * pages, we need to shift off the always 0 bits to get
2016                  * a useful offset.
2017                  */
2018                 BUG_ON(shift < PAGE_SHIFT);
2019                 off = vma->vm_pgoff >> (shift - PAGE_SHIFT);
2020                 off += (addr - vma->vm_start) >> shift;
2021                 return offset_il_node(pol, off);
2022         } else
2023                 return interleave_nodes(pol);
2024 }
2025
2026 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
2027 /*
2028  * huge_node(@vma, @addr, @gfp_flags, @mpol)
2029  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
2030  * @addr: address in @vma for shared policy lookup and interleave policy
2031  * @gfp_flags: for requested zone
2032  * @mpol: pointer to mempolicy pointer for reference counted mempolicy
2033  * @nodemask: pointer to nodemask pointer for MPOL_BIND nodemask
2034  *
2035  * Returns a nid suitable for a huge page allocation and a pointer
2036  * to the struct mempolicy for conditional unref after allocation.
2037  * If the effective policy is 'BIND, returns a pointer to the mempolicy's
2038  * @nodemask for filtering the zonelist.
2039  *
2040  * Must be protected by read_mems_allowed_begin()
2041  */
2042 int huge_node(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, gfp_t gfp_flags,
2043                                 struct mempolicy **mpol, nodemask_t **nodemask)
2044 {
2045         int nid;
2046
2047         *mpol = get_vma_policy(vma, addr);
2048         *nodemask = NULL;       /* assume !MPOL_BIND */
2049
2050         if (unlikely((*mpol)->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
2051                 nid = interleave_nid(*mpol, vma, addr,
2052                                         huge_page_shift(hstate_vma(vma)));
2053         } else {
2054                 nid = policy_node(gfp_flags, *mpol, numa_node_id());
2055                 if ((*mpol)->mode == MPOL_BIND)
2056                         *nodemask = &(*mpol)->v.nodes;
2057         }
2058         return nid;
2059 }
2060
2061 /*
2062  * init_nodemask_of_mempolicy
2063  *
2064  * If the current task's mempolicy is "default" [NULL], return 'false'
2065  * to indicate default policy.  Otherwise, extract the policy nodemask
2066  * for 'bind' or 'interleave' policy into the argument nodemask, or
2067  * initialize the argument nodemask to contain the single node for
2068  * 'preferred' or 'local' policy and return 'true' to indicate presence
2069  * of non-default mempolicy.
2070  *
2071  * We don't bother with reference counting the mempolicy [mpol_get/put]
2072  * because the current task is examining it's own mempolicy and a task's
2073  * mempolicy is only ever changed by the task itself.
2074  *
2075  * N.B., it is the caller's responsibility to free a returned nodemask.
2076  */
2077 bool init_nodemask_of_mempolicy(nodemask_t *mask)
2078 {
2079         struct mempolicy *mempolicy;
2080         int nid;
2081
2082         if (!(mask && current->mempolicy))
2083                 return false;
2084
2085         task_lock(current);
2086         mempolicy = current->mempolicy;
2087         switch (mempolicy->mode) {
2088         case MPOL_PREFERRED:
2089                 if (mempolicy->flags & MPOL_F_LOCAL)
2090                         nid = numa_node_id();
2091                 else
2092                         nid = mempolicy->v.preferred_node;
2093                 init_nodemask_of_node(mask, nid);
2094                 break;
2095
2096         case MPOL_BIND:
2097         case MPOL_INTERLEAVE:
2098                 *mask =  mempolicy->v.nodes;
2099                 break;
2100
2101         default:
2102                 BUG();
2103         }
2104         task_unlock(current);
2105
2106         return true;
2107 }
2108 #endif
2109
2110 /*
2111  * mempolicy_nodemask_intersects
2112  *
2113  * If tsk's mempolicy is "default" [NULL], return 'true' to indicate default
2114  * policy.  Otherwise, check for intersection between mask and the policy
2115  * nodemask for 'bind' or 'interleave' policy.  For 'perferred' or 'local'
2116  * policy, always return true since it may allocate elsewhere on fallback.
2117  *
2118  * Takes task_lock(tsk) to prevent freeing of its mempolicy.
2119  */
2120 bool mempolicy_nodemask_intersects(struct task_struct *tsk,
2121                                         const nodemask_t *mask)
2122 {
2123         struct mempolicy *mempolicy;
2124         bool ret = true;
2125
2126         if (!mask)
2127                 return ret;
2128         task_lock(tsk);
2129         mempolicy = tsk->mempolicy;
2130         if (!mempolicy)
2131                 goto out;
2132
2133         switch (mempolicy->mode) {
2134         case MPOL_PREFERRED:
2135                 /*
2136                  * MPOL_PREFERRED and MPOL_F_LOCAL are only preferred nodes to
2137                  * allocate from, they may fallback to other nodes when oom.
2138                  * Thus, it's possible for tsk to have allocated memory from
2139                  * nodes in mask.
2140                  */
2141                 break;
2142         case MPOL_BIND:
2143         case MPOL_INTERLEAVE:
2144                 ret = nodes_intersects(mempolicy->v.nodes, *mask);
2145                 break;
2146         default:
2147                 BUG();
2148         }
2149 out:
2150         task_unlock(tsk);
2151         return ret;
2152 }
2153
2154 /* Allocate a page in interleaved policy.
2155    Own path because it needs to do special accounting. */
2156 static struct page *alloc_page_interleave(gfp_t gfp, unsigned order,
2157                                         unsigned nid)
2158 {
2159         struct page *page;
2160
2161         page = __alloc_pages(gfp, order, nid);
2162         /* skip NUMA_INTERLEAVE_HIT counter update if numa stats is disabled */
2163         if (!static_branch_likely(&vm_numa_stat_key))
2164                 return page;
2165         if (page && page_to_nid(page) == nid) {
2166                 preempt_disable();
2167                 __inc_numa_state(page_zone(page), NUMA_INTERLEAVE_HIT);
2168                 preempt_enable();
2169         }
2170         return page;
2171 }
2172
2173 /**
2174  *      alloc_pages_vma - Allocate a page for a VMA.
2175  *
2176  *      @gfp:
2177  *      %GFP_USER    user allocation.
2178  *      %GFP_KERNEL  kernel allocations,
2179  *      %GFP_HIGHMEM highmem/user allocations,
2180  *      %GFP_FS      allocation should not call back into a file system.
2181  *      %GFP_ATOMIC  don't sleep.
2182  *
2183  *      @order:Order of the GFP allocation.
2184  *      @vma:  Pointer to VMA or NULL if not available.
2185  *      @addr: Virtual Address of the allocation. Must be inside the VMA.
2186  *      @node: Which node to prefer for allocation (modulo policy).
2187  *      @hugepage: for hugepages try only the preferred node if possible
2188  *
2189  *      This function allocates a page from the kernel page pool and applies
2190  *      a NUMA policy associated with the VMA or the current process.
2191  *      When VMA is not NULL caller must hold down_read on the mmap_sem of the
2192  *      mm_struct of the VMA to prevent it from going away. Should be used for
2193  *      all allocations for pages that will be mapped into user space. Returns
2194  *      NULL when no page can be allocated.
2195  */
2196 struct page *
2197 alloc_pages_vma(gfp_t gfp, int order, struct vm_area_struct *vma,
2198                 unsigned long addr, int node, bool hugepage)
2199 {
2200         struct mempolicy *pol;
2201         struct page *page;
2202         int preferred_nid;
2203         nodemask_t *nmask;
2204
2205         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2206
2207         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
2208                 unsigned nid;
2209
2210                 nid = interleave_nid(pol, vma, addr, PAGE_SHIFT + order);
2211                 mpol_cond_put(pol);
2212                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, nid);
2213                 goto out;
2214         }
2215
2216         if (unlikely(IS_ENABLED(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) && hugepage)) {
2217                 int hpage_node = node;
2218
2219                 /*
2220                  * For hugepage allocation and non-interleave policy which
2221                  * allows the current node (or other explicitly preferred
2222                  * node) we only try to allocate from the current/preferred
2223                  * node and don't fall back to other nodes, as the cost of
2224                  * remote accesses would likely offset THP benefits.
2225                  *
2226                  * If the policy is interleave, or does not allow the current
2227                  * node in its nodemask, we allocate the standard way.
2228                  */
2229                 if (pol->mode == MPOL_PREFERRED && !(pol->flags & MPOL_F_LOCAL))
2230                         hpage_node = pol->v.preferred_node;
2231
2232                 nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2233                 if (!nmask || node_isset(hpage_node, *nmask)) {
2234                         mpol_cond_put(pol);
2235                         /*
2236                          * First, try to allocate THP only on local node, but
2237                          * don't reclaim unnecessarily, just compact.
2238                          */
2239                         page = __alloc_pages_node(hpage_node,
2240                                 gfp | __GFP_THISNODE | __GFP_NORETRY, order);
2241
2242                         /*
2243                          * If hugepage allocations are configured to always
2244                          * synchronous compact or the vma has been madvised
2245                          * to prefer hugepage backing, retry allowing remote
2246                          * memory with both reclaim and compact as well.
2247                          */
2248                         if (!page && (gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM))
2249                                 page = __alloc_pages_node(hpage_node,
2250                                                                 gfp, order);
2251
2252                         goto out;
2253                 }
2254         }
2255
2256         nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2257         preferred_nid = policy_node(gfp, pol, node);
2258         page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order, preferred_nid, nmask);
2259         mpol_cond_put(pol);
2260 out:
2261         return page;
2262 }
2263 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_vma);
2264
2265 /**
2266  *      alloc_pages_current - Allocate pages.
2267  *
2268  *      @gfp:
2269  *              %GFP_USER   user allocation,
2270  *              %GFP_KERNEL kernel allocation,
2271  *              %GFP_HIGHMEM highmem allocation,
2272  *              %GFP_FS     don't call back into a file system.
2273  *              %GFP_ATOMIC don't sleep.
2274  *      @order: Power of two of allocation size in pages. 0 is a single page.
2275  *
2276  *      Allocate a page from the kernel page pool.  When not in
2277  *      interrupt context and apply the current process NUMA policy.
2278  *      Returns NULL when no page can be allocated.
2279  */
2280 struct page *alloc_pages_current(gfp_t gfp, unsigned order)
2281 {
2282         struct mempolicy *pol = &default_policy;
2283         struct page *page;
2284
2285         if (!in_interrupt() && !(gfp & __GFP_THISNODE))
2286                 pol = get_task_policy(current);
2287
2288         /*
2289          * No reference counting needed for current->mempolicy
2290          * nor system default_policy
2291          */
2292         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
2293                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, interleave_nodes(pol));
2294         else
2295                 page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order,
2296                                 policy_node(gfp, pol, numa_node_id()),
2297                                 policy_nodemask(gfp, pol));
2298
2299         return page;
2300 }
2301 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_current);
2302
2303 int vma_dup_policy(struct vm_area_struct *src, struct vm_area_struct *dst)
2304 {
2305         struct mempolicy *pol = mpol_dup(vma_policy(src));
2306
2307         if (IS_ERR(pol))
2308                 return PTR_ERR(pol);
2309         dst->vm_policy = pol;
2310         return 0;
2311 }
2312
2313 /*
2314  * If mpol_dup() sees current->cpuset == cpuset_being_rebound, then it
2315  * rebinds the mempolicy its copying by calling mpol_rebind_policy()
2316  * with the mems_allowed returned by cpuset_mems_allowed().  This
2317  * keeps mempolicies cpuset relative after its cpuset moves.  See
2318  * further kernel/cpuset.c update_nodemask().
2319  *
2320  * current's mempolicy may be rebinded by the other task(the task that changes
2321  * cpuset's mems), so we needn't do rebind work for current task.
2322  */
2323
2324 /* Slow path of a mempolicy duplicate */
2325 struct mempolicy *__mpol_dup(struct mempolicy *old)
2326 {
2327         struct mempolicy *new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2328
2329         if (!new)
2330                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2331
2332         /* task's mempolicy is protected by alloc_lock */
2333         if (old == current->mempolicy) {
2334                 task_lock(current);
2335                 *new = *old;
2336                 task_unlock(current);
2337         } else
2338                 *new = *old;
2339
2340         if (current_cpuset_is_being_rebound()) {
2341                 nodemask_t mems = cpuset_mems_allowed(current);
2342                 mpol_rebind_policy(new, &mems);
2343         }
2344         atomic_set(&new->refcnt, 1);
2345         return new;
2346 }
2347
2348 /* Slow path of a mempolicy comparison */
2349 bool __mpol_equal(struct mempolicy *a, struct mempolicy *b)
2350 {
2351         if (!a || !b)
2352                 return false;
2353         if (a->mode != b->mode)
2354                 return false;
2355         if (a->flags != b->flags)
2356                 return false;
2357         if (mpol_store_user_nodemask(a))
2358                 if (!nodes_equal(a->w.user_nodemask, b->w.user_nodemask))
2359                         return false;
2360
2361         switch (a->mode) {
2362         case MPOL_BIND:
2363         case MPOL_INTERLEAVE:
2364                 return !!nodes_equal(a->v.nodes, b->v.nodes);
2365         case MPOL_PREFERRED:
2366                 /* a's ->flags is the same as b's */
2367                 if (a->flags & MPOL_F_LOCAL)
2368                         return true;
2369                 return a->v.preferred_node == b->v.preferred_node;
2370         default:
2371                 BUG();
2372                 return false;
2373         }
2374 }
2375
2376 /*
2377  * Shared memory backing store policy support.
2378  *
2379  * Remember policies even when nobody has shared memory mapped.
2380  * The policies are kept in Red-Black tree linked from the inode.
2381  * They are protected by the sp->lock rwlock, which should be held
2382  * for any accesses to the tree.
2383  */
2384
2385 /*
2386  * lookup first element intersecting start-end.  Caller holds sp->lock for
2387  * reading or for writing
2388  */
2389 static struct sp_node *
2390 sp_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long start, unsigned long end)
2391 {
2392         struct rb_node *n = sp->root.rb_node;
2393
2394         while (n) {
2395                 struct sp_node *p = rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2396
2397                 if (start >= p->end)
2398                         n = n->rb_right;
2399                 else if (end <= p->start)
2400                         n = n->rb_left;
2401                 else
2402                         break;
2403         }
2404         if (!n)
2405                 return NULL;
2406         for (;;) {
2407                 struct sp_node *w = NULL;
2408                 struct rb_node *prev = rb_prev(n);
2409                 if (!prev)
2410                         break;
2411                 w = rb_entry(prev, struct sp_node, nd);
2412                 if (w->end <= start)
2413                         break;
2414                 n = prev;
2415         }
2416         return rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2417 }
2418
2419 /*
2420  * Insert a new shared policy into the list.  Caller holds sp->lock for
2421  * writing.
2422  */
2423 static void sp_insert(struct shared_policy *sp, struct sp_node *new)
2424 {
2425         struct rb_node **p = &sp->root.rb_node;
2426         struct rb_node *parent = NULL;
2427         struct sp_node *nd;
2428
2429         while (*p) {
2430                 parent = *p;
2431                 nd = rb_entry(parent, struct sp_node, nd);
2432                 if (new->start < nd->start)
2433                         p = &(*p)->rb_left;
2434                 else if (new->end > nd->end)
2435                         p = &(*p)->rb_right;
2436                 else
2437                         BUG();
2438         }
2439         rb_link_node(&new->nd, parent, p);
2440         rb_insert_color(&new->nd, &sp->root);
2441         pr_debug("inserting %lx-%lx: %d\n", new->start, new->end,
2442                  new->policy ? new->policy->mode : 0);
2443 }
2444
2445 /* Find shared policy intersecting idx */
2446 struct mempolicy *
2447 mpol_shared_policy_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long idx)
2448 {
2449         struct mempolicy *pol = NULL;
2450         struct sp_node *sn;
2451
2452         if (!sp->root.rb_node)
2453                 return NULL;
2454         read_lock(&sp->lock);
2455         sn = sp_lookup(sp, idx, idx+1);
2456         if (sn) {
2457                 mpol_get(sn->policy);
2458                 pol = sn->policy;
2459         }
2460         read_unlock(&sp->lock);
2461         return pol;
2462 }
2463
2464 static void sp_free(struct sp_node *n)
2465 {
2466         mpol_put(n->policy);
2467         kmem_cache_free(sn_cache, n);
2468 }
2469
2470 /**
2471  * mpol_misplaced - check whether current page node is valid in policy
2472  *
2473  * @page: page to be checked
2474  * @vma: vm area where page mapped
2475  * @addr: virtual address where page mapped
2476  *
2477  * Lookup current policy node id for vma,addr and "compare to" page's
2478  * node id.
2479  *
2480  * Returns:
2481  *      -1      - not misplaced, page is in the right node
2482  *      node    - node id where the page should be
2483  *
2484  * Policy determination "mimics" alloc_page_vma().
2485  * Called from fault path where we know the vma and faulting address.
2486  */
2487 int mpol_misplaced(struct page *page, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
2488 {
2489         struct mempolicy *pol;
2490         struct zoneref *z;
2491         int curnid = page_to_nid(page);
2492         unsigned long pgoff;
2493         int thiscpu = raw_smp_processor_id();
2494         int thisnid = cpu_to_node(thiscpu);
2495         int polnid = NUMA_NO_NODE;
2496         int ret = -1;
2497
2498         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2499         if (!(pol->flags & MPOL_F_MOF))
2500                 goto out;
2501
2502         switch (pol->mode) {
2503         case MPOL_INTERLEAVE:
2504                 pgoff = vma->vm_pgoff;
2505                 pgoff += (addr - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2506                 polnid = offset_il_node(pol, pgoff);
2507                 break;
2508
2509         case MPOL_PREFERRED:
2510                 if (pol->flags & MPOL_F_LOCAL)
2511                         polnid = numa_node_id();
2512                 else
2513                         polnid = pol->v.preferred_node;
2514                 break;
2515
2516         case MPOL_BIND:
2517
2518                 /*
2519                  * allows binding to multiple nodes.
2520                  * use current page if in policy nodemask,
2521                  * else select nearest allowed node, if any.
2522                  * If no allowed nodes, use current [!misplaced].
2523                  */
2524                 if (node_isset(curnid, pol->v.nodes))
2525                         goto out;
2526                 z = first_zones_zonelist(
2527                                 node_zonelist(numa_node_id(), GFP_HIGHUSER),
2528                                 gfp_zone(GFP_HIGHUSER),
2529                                 &pol->v.nodes);
2530                 polnid = zone_to_nid(z->zone);
2531                 break;
2532
2533         default:
2534                 BUG();
2535         }
2536
2537         /* Migrate the page towards the node whose CPU is referencing it */
2538         if (pol->flags & MPOL_F_MORON) {
2539                 polnid = thisnid;
2540
2541                 if (!should_numa_migrate_memory(current, page, curnid, thiscpu))
2542                         goto out;
2543         }
2544
2545         if (curnid != polnid)
2546                 ret = polnid;
2547 out:
2548         mpol_cond_put(pol);
2549
2550         return ret;
2551 }
2552
2553 /*
2554  * Drop the (possibly final) reference to task->mempolicy.  It needs to be
2555  * dropped after task->mempolicy is set to NULL so that any allocation done as
2556  * part of its kmem_cache_free(), such as by KASAN, doesn't reference a freed
2557  * policy.
2558  */
2559 void mpol_put_task_policy(struct task_struct *task)
2560 {
2561         struct mempolicy *pol;
2562
2563         task_lock(task);
2564         pol = task->mempolicy;
2565         task->mempolicy = NULL;
2566         task_unlock(task);
2567         mpol_put(pol);
2568 }
2569
2570 static void sp_delete(struct shared_policy *sp, struct sp_node *n)
2571 {
2572         pr_debug("deleting %lx-l%lx\n", n->start, n->end);
2573         rb_erase(&n->nd, &sp->root);
2574         sp_free(n);
2575 }
2576
2577 static void sp_node_init(struct sp_node *node, unsigned long start,
2578                         unsigned long end, struct mempolicy *pol)
2579 {
2580         node->start = start;
2581         node->end = end;
2582         node->policy = pol;
2583 }
2584
2585 static struct sp_node *sp_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
2586                                 struct mempolicy *pol)
2587 {
2588         struct sp_node *n;
2589         struct mempolicy *newpol;
2590
2591         n = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2592         if (!n)
2593                 return NULL;
2594
2595         newpol = mpol_dup(pol);
2596         if (IS_ERR(newpol)) {
2597                 kmem_cache_free(sn_cache, n);
2598                 return NULL;
2599         }
2600         newpol->flags |= MPOL_F_SHARED;
2601         sp_node_init(n, start, end, newpol);
2602
2603         return n;
2604 }
2605
2606 /* Replace a policy range. */
2607 static int shared_policy_replace(struct shared_policy *sp, unsigned long start,
2608                                  unsigned long end, struct sp_node *new)
2609 {
2610         struct sp_node *n;
2611         struct sp_node *n_new = NULL;
2612         struct mempolicy *mpol_new = NULL;
2613         int ret = 0;
2614
2615 restart:
2616         write_lock(&sp->lock);
2617         n = sp_lookup(sp, start, end);
2618         /* Take care of old policies in the same range. */
2619         while (n && n->start < end) {
2620                 struct rb_node *next = rb_next(&n->nd);
2621                 if (n->start >= start) {
2622                         if (n->end <= end)
2623                                 sp_delete(sp, n);
2624                         else
2625                                 n->start = end;
2626                 } else {
2627                         /* Old policy spanning whole new range. */
2628                         if (n->end > end) {
2629                                 if (!n_new)
2630                                         goto alloc_new;
2631
2632                                 *mpol_new = *n->policy;
2633                                 atomic_set(&mpol_new->refcnt, 1);
2634                                 sp_node_init(n_new, end, n->end, mpol_new);
2635                                 n->end = start;
2636                                 sp_insert(sp, n_new);
2637                                 n_new = NULL;
2638                                 mpol_new = NULL;
2639                                 break;
2640                         } else
2641                                 n->end = start;
2642                 }
2643                 if (!next)
2644                         break;
2645                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2646         }
2647         if (new)
2648                 sp_insert(sp, new);
2649         write_unlock(&sp->lock);
2650         ret = 0;
2651
2652 err_out:
2653         if (mpol_new)
2654                 mpol_put(mpol_new);
2655         if (n_new)
2656                 kmem_cache_free(sn_cache, n_new);
2657
2658         return ret;
2659
2660 alloc_new:
2661         write_unlock(&sp->lock);
2662         ret = -ENOMEM;
2663         n_new = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2664         if (!n_new)
2665                 goto err_out;
2666         mpol_new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2667         if (!mpol_new)
2668                 goto err_out;
2669         goto restart;
2670 }
2671
2672 /**
2673  * mpol_shared_policy_init - initialize shared policy for inode
2674  * @sp: pointer to inode shared policy
2675  * @mpol:  struct mempolicy to install
2676  *
2677  * Install non-NULL @mpol in inode's shared policy rb-tree.
2678  * On entry, the current task has a reference on a non-NULL @mpol.
2679  * This must be released on exit.
2680  * This is called at get_inode() calls and we can use GFP_KERNEL.
2681  */
2682 void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *sp, struct mempolicy *mpol)
2683 {
2684         int ret;
2685
2686         sp->root = RB_ROOT;             /* empty tree == default mempolicy */
2687         rwlock_init(&sp->lock);
2688
2689         if (mpol) {
2690                 struct vm_area_struct pvma;
2691                 struct mempolicy *new;
2692                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2693
2694                 if (!scratch)
2695                         goto put_mpol;
2696                 /* contextualize the tmpfs mount point mempolicy */
2697                 new = mpol_new(mpol->mode, mpol->flags, &mpol->w.user_nodemask);
2698                 if (IS_ERR(new))
2699                         goto free_scratch; /* no valid nodemask intersection */
2700
2701                 task_lock(current);
2702                 ret = mpol_set_nodemask(new, &mpol->w.user_nodemask, scratch);
2703                 task_unlock(current);
2704                 if (ret)
2705                         goto put_new;
2706
2707                 /* Create pseudo-vma that contains just the policy */
2708                 vma_init(&pvma, NULL);
2709                 pvma.vm_end = TASK_SIZE;        /* policy covers entire file */
2710                 mpol_set_shared_policy(sp, &pvma, new); /* adds ref */
2711
2712 put_new:
2713                 mpol_put(new);                  /* drop initial ref */
2714 free_scratch:
2715                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2716 put_mpol:
2717                 mpol_put(mpol); /* drop our incoming ref on sb mpol */
2718         }
2719 }
2720
2721 int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *info,
2722                         struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *npol)
2723 {
2724         int err;
2725         struct sp_node *new = NULL;
2726         unsigned long sz = vma_pages(vma);
2727
2728         pr_debug("set_shared_policy %lx sz %lu %d %d %lx\n",
2729                  vma->vm_pgoff,
2730                  sz, npol ? npol->mode : -1,
2731                  npol ? npol->flags : -1,
2732                  npol ? nodes_addr(npol->v.nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
2733
2734         if (npol) {
2735                 new = sp_alloc(vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, npol);
2736                 if (!new)
2737                         return -ENOMEM;
2738         }
2739         err = shared_policy_replace(info, vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff+sz, new);
2740         if (err && new)
2741                 sp_free(new);
2742         return err;
2743 }
2744
2745 /* Free a backing policy store on inode delete. */
2746 void mpol_free_shared_policy(struct shared_policy *p)
2747 {
2748         struct sp_node *n;
2749         struct rb_node *next;
2750
2751         if (!p->root.rb_node)
2752                 return;
2753         write_lock(&p->lock);
2754         next = rb_first(&p->root);
2755         while (next) {
2756                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2757                 next = rb_next(&n->nd);
2758                 sp_delete(p, n);
2759         }
2760         write_unlock(&p->lock);
2761 }
2762
2763 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2764 static int __initdata numabalancing_override;
2765
2766 static void __init check_numabalancing_enable(void)
2767 {
2768         bool numabalancing_default = false;
2769
2770         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA_BALANCING_DEFAULT_ENABLED))
2771                 numabalancing_default = true;
2772
2773         /* Parsed by setup_numabalancing. override == 1 enables, -1 disables */
2774         if (numabalancing_override)
2775                 set_numabalancing_state(numabalancing_override == 1);
2776
2777         if (num_online_nodes() > 1 && !numabalancing_override) {
2778                 pr_info("%s automatic NUMA balancing. Configure with numa_balancing= or the kernel.numa_balancing sysctl\n",
2779                         numabalancing_default ? "Enabling" : "Disabling");
2780                 set_numabalancing_state(numabalancing_default);
2781         }
2782 }
2783
2784 static int __init setup_numabalancing(char *str)
2785 {
2786         int ret = 0;
2787         if (!str)
2788                 goto out;
2789
2790         if (!strcmp(str, "enable")) {
2791                 numabalancing_override = 1;
2792                 ret = 1;
2793         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2794                 numabalancing_override = -1;
2795                 ret = 1;
2796         }
2797 out:
2798         if (!ret)
2799                 pr_warn("Unable to parse numa_balancing=\n");
2800
2801         return ret;
2802 }
2803 __setup("numa_balancing=", setup_numabalancing);
2804 #else
2805 static inline void __init check_numabalancing_enable(void)
2806 {
2807 }
2808 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2809
2810 /* assumes fs == KERNEL_DS */
2811 void __init numa_policy_init(void)
2812 {
2813         nodemask_t interleave_nodes;
2814         unsigned long largest = 0;
2815         int nid, prefer = 0;
2816
2817         policy_cache = kmem_cache_create("numa_policy",
2818                                          sizeof(struct mempolicy),
2819                                          0, SLAB_PANIC, NULL);
2820
2821         sn_cache = kmem_cache_create("shared_policy_node",
2822                                      sizeof(struct sp_node),
2823                                      0, SLAB_PANIC, NULL);
2824
2825         for_each_node(nid) {
2826                 preferred_node_policy[nid] = (struct mempolicy) {
2827                         .refcnt = ATOMIC_INIT(1),
2828                         .mode = MPOL_PREFERRED,
2829                         .flags = MPOL_F_MOF | MPOL_F_MORON,
2830                         .v = { .preferred_node = nid, },
2831                 };
2832         }
2833
2834         /*
2835          * Set interleaving policy for system init. Interleaving is only
2836          * enabled across suitably sized nodes (default is >= 16MB), or
2837          * fall back to the largest node if they're all smaller.
2838          */
2839         nodes_clear(interleave_nodes);
2840         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
2841                 unsigned long total_pages = node_present_pages(nid);
2842
2843                 /* Preserve the largest node */
2844                 if (largest < total_pages) {
2845                         largest = total_pages;
2846                         prefer = nid;
2847                 }
2848
2849                 /* Interleave this node? */
2850                 if ((total_pages << PAGE_SHIFT) >= (16 << 20))
2851                         node_set(nid, interleave_nodes);
2852         }
2853
2854         /* All too small, use the largest */
2855         if (unlikely(nodes_empty(interleave_nodes)))
2856                 node_set(prefer, interleave_nodes);
2857
2858         if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, 0, &interleave_nodes))
2859                 pr_err("%s: interleaving failed\n", __func__);
2860
2861         check_numabalancing_enable();
2862 }
2863
2864 /* Reset policy of current process to default */
2865 void numa_default_policy(void)
2866 {
2867         do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, 0, NULL);
2868 }
2869
2870 /*
2871  * Parse and format mempolicy from/to strings
2872  */
2873
2874 /*
2875  * "local" is implemented internally by MPOL_PREFERRED with MPOL_F_LOCAL flag.
2876  */
2877 static const char * const policy_modes[] =
2878 {
2879         [MPOL_DEFAULT]    = "default",
2880         [MPOL_PREFERRED]  = "prefer",
2881         [MPOL_BIND]       = "bind",
2882         [MPOL_INTERLEAVE] = "interleave",
2883         [MPOL_LOCAL]      = "local",
2884 };
2885
2886
2887 #ifdef CONFIG_TMPFS
2888 /**
2889  * mpol_parse_str - parse string to mempolicy, for tmpfs mpol mount option.
2890  * @str:  string containing mempolicy to parse
2891  * @mpol:  pointer to struct mempolicy pointer, returned on success.
2892  *
2893  * Format of input:
2894  *      <mode>[=<flags>][:<nodelist>]
2895  *
2896  * On success, returns 0, else 1
2897  */
2898 int mpol_parse_str(char *str, struct mempolicy **mpol)
2899 {
2900         struct mempolicy *new = NULL;
2901         unsigned short mode_flags;
2902         nodemask_t nodes;
2903         char *nodelist = strchr(str, ':');
2904         char *flags = strchr(str, '=');
2905         int err = 1, mode;
2906
2907         if (flags)
2908                 *flags++ = '\0';        /* terminate mode string */
2909
2910         if (nodelist) {
2911                 /* NUL-terminate mode or flags string */
2912                 *nodelist++ = '\0';
2913                 if (nodelist_parse(nodelist, nodes))
2914                         goto out;
2915                 if (!nodes_subset(nodes, node_states[N_MEMORY]))
2916                         goto out;
2917         } else
2918                 nodes_clear(nodes);
2919
2920         mode = match_string(policy_modes, MPOL_MAX, str);
2921         if (mode < 0)
2922                 goto out;
2923
2924         switch (mode) {
2925         case MPOL_PREFERRED:
2926                 /*
2927                  * Insist on a nodelist of one node only, although later
2928                  * we use first_node(nodes) to grab a single node, so here
2929                  * nodelist (or nodes) cannot be empty.
2930                  */
2931                 if (nodelist) {
2932                         char *rest = nodelist;
2933                         while (isdigit(*rest))
2934                                 rest++;
2935                         if (*rest)
2936                                 goto out;
2937                         if (nodes_empty(nodes))
2938                                 goto out;
2939                 }
2940                 break;
2941         case MPOL_INTERLEAVE:
2942                 /*
2943                  * Default to online nodes with memory if no nodelist
2944                  */
2945                 if (!nodelist)
2946                         nodes = node_states[N_MEMORY];
2947                 break;
2948         case MPOL_LOCAL:
2949                 /*
2950                  * Don't allow a nodelist;  mpol_new() checks flags
2951                  */
2952                 if (nodelist)
2953                         goto out;
2954                 mode = MPOL_PREFERRED;
2955                 break;
2956         case MPOL_DEFAULT:
2957                 /*
2958                  * Insist on a empty nodelist
2959                  */
2960                 if (!nodelist)
2961                         err = 0;
2962                 goto out;
2963         case MPOL_BIND:
2964                 /*
2965                  * Insist on a nodelist
2966                  */
2967                 if (!nodelist)
2968                         goto out;
2969         }
2970
2971         mode_flags = 0;
2972         if (flags) {
2973                 /*
2974                  * Currently, we only support two mutually exclusive
2975                  * mode flags.
2976                  */
2977                 if (!strcmp(flags, "static"))
2978                         mode_flags |= MPOL_F_STATIC_NODES;
2979                 else if (!strcmp(flags, "relative"))
2980                         mode_flags |= MPOL_F_RELATIVE_NODES;
2981                 else
2982                         goto out;
2983         }
2984
2985         new = mpol_new(mode, mode_flags, &nodes);
2986         if (IS_ERR(new))
2987                 goto out;
2988
2989         /*
2990          * Save nodes for mpol_to_str() to show the tmpfs mount options
2991          * for /proc/mounts, /proc/pid/mounts and /proc/pid/mountinfo.
2992          */
2993         if (mode != MPOL_PREFERRED)
2994                 new->v.nodes = nodes;
2995         else if (nodelist)
2996                 new->v.preferred_node = first_node(nodes);
2997         else
2998                 new->flags |= MPOL_F_LOCAL;
2999
3000         /*
3001          * Save nodes for contextualization: this will be used to "clone"
3002          * the mempolicy in a specific context [cpuset] at a later time.
3003          */
3004         new->w.user_nodemask = nodes;
3005
3006         err = 0;
3007
3008 out:
3009         /* Restore string for error message */
3010         if (nodelist)
3011                 *--nodelist = ':';
3012         if (flags)
3013                 *--flags = '=';
3014         if (!err)
3015                 *mpol = new;
3016         return err;
3017 }
3018 #endif /* CONFIG_TMPFS */
3019
3020 /**
3021  * mpol_to_str - format a mempolicy structure for printing
3022  * @buffer:  to contain formatted mempolicy string
3023  * @maxlen:  length of @buffer
3024  * @pol:  pointer to mempolicy to be formatted
3025  *
3026  * Convert @pol into a string.  If @buffer is too short, truncate the string.
3027  * Recommend a @maxlen of at least 32 for the longest mode, "interleave", the
3028  * longest flag, "relative", and to display at least a few node ids.
3029  */
3030 void mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol)
3031 {
3032         char *p = buffer;
3033         nodemask_t nodes = NODE_MASK_NONE;
3034         unsigned short mode = MPOL_DEFAULT;
3035         unsigned short flags = 0;
3036
3037         if (pol && pol != &default_policy && !(pol->flags & MPOL_F_MORON)) {
3038                 mode = pol->mode;
3039                 flags = pol->flags;
3040         }
3041
3042         switch (mode) {
3043         case MPOL_DEFAULT:
3044                 break;
3045         case MPOL_PREFERRED:
3046                 if (flags & MPOL_F_LOCAL)
3047                         mode = MPOL_LOCAL;
3048                 else
3049                         node_set(pol->v.preferred_node, nodes);
3050                 break;
3051         case MPOL_BIND:
3052         case MPOL_INTERLEAVE:
3053                 nodes = pol->v.nodes;
3054                 break;
3055         default:
3056                 WARN_ON_ONCE(1);
3057                 snprintf(p, maxlen, "unknown");
3058                 return;
3059         }
3060
3061         p += snprintf(p, maxlen, "%s", policy_modes[mode]);
3062
3063         if (flags & MPOL_MODE_FLAGS) {
3064                 p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "=");
3065
3066                 /*
3067                  * Currently, the only defined flags are mutually exclusive
3068                  */
3069                 if (flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
3070                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "static");
3071                 else if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
3072                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "relative");
3073         }
3074
3075         if (!nodes_empty(nodes))
3076                 p += scnprintf(p, buffer + maxlen - p, ":%*pbl",
3077                                nodemask_pr_args(&nodes));
3078 }