5e90b3fb77949a1f4fa8461046284841046215a7
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / mempolicy.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  * Simple NUMA memory policy for the Linux kernel.
4  *
5  * Copyright 2003,2004 Andi Kleen, SuSE Labs.
6  * (C) Copyright 2005 Christoph Lameter, Silicon Graphics, Inc.
7  *
8  * NUMA policy allows the user to give hints in which node(s) memory should
9  * be allocated.
10  *
11  * Support four policies per VMA and per process:
12  *
13  * The VMA policy has priority over the process policy for a page fault.
14  *
15  * interleave     Allocate memory interleaved over a set of nodes,
16  *                with normal fallback if it fails.
17  *                For VMA based allocations this interleaves based on the
18  *                offset into the backing object or offset into the mapping
19  *                for anonymous memory. For process policy an process counter
20  *                is used.
21  *
22  * bind           Only allocate memory on a specific set of nodes,
23  *                no fallback.
24  *                FIXME: memory is allocated starting with the first node
25  *                to the last. It would be better if bind would truly restrict
26  *                the allocation to memory nodes instead
27  *
28  * preferred       Try a specific node first before normal fallback.
29  *                As a special case NUMA_NO_NODE here means do the allocation
30  *                on the local CPU. This is normally identical to default,
31  *                but useful to set in a VMA when you have a non default
32  *                process policy.
33  *
34  * preferred many Try a set of nodes first before normal fallback. This is
35  *                similar to preferred without the special case.
36  *
37  * default        Allocate on the local node first, or when on a VMA
38  *                use the process policy. This is what Linux always did
39  *                in a NUMA aware kernel and still does by, ahem, default.
40  *
41  * The process policy is applied for most non interrupt memory allocations
42  * in that process' context. Interrupts ignore the policies and always
43  * try to allocate on the local CPU. The VMA policy is only applied for memory
44  * allocations for a VMA in the VM.
45  *
46  * Currently there are a few corner cases in swapping where the policy
47  * is not applied, but the majority should be handled. When process policy
48  * is used it is not remembered over swap outs/swap ins.
49  *
50  * Only the highest zone in the zone hierarchy gets policied. Allocations
51  * requesting a lower zone just use default policy. This implies that
52  * on systems with highmem kernel lowmem allocation don't get policied.
53  * Same with GFP_DMA allocations.
54  *
55  * For shmfs/tmpfs/hugetlbfs shared memory the policy is shared between
56  * all users and remembered even when nobody has memory mapped.
57  */
58
59 /* Notebook:
60    fix mmap readahead to honour policy and enable policy for any page cache
61    object
62    statistics for bigpages
63    global policy for page cache? currently it uses process policy. Requires
64    first item above.
65    handle mremap for shared memory (currently ignored for the policy)
66    grows down?
67    make bind policy root only? It can trigger oom much faster and the
68    kernel is not always grateful with that.
69 */
70
71 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
72
73 #include <linux/mempolicy.h>
74 #include <linux/pagewalk.h>
75 #include <linux/highmem.h>
76 #include <linux/hugetlb.h>
77 #include <linux/kernel.h>
78 #include <linux/sched.h>
79 #include <linux/sched/mm.h>
80 #include <linux/sched/numa_balancing.h>
81 #include <linux/sched/task.h>
82 #include <linux/nodemask.h>
83 #include <linux/cpuset.h>
84 #include <linux/slab.h>
85 #include <linux/string.h>
86 #include <linux/export.h>
87 #include <linux/nsproxy.h>
88 #include <linux/interrupt.h>
89 #include <linux/init.h>
90 #include <linux/compat.h>
91 #include <linux/ptrace.h>
92 #include <linux/swap.h>
93 #include <linux/seq_file.h>
94 #include <linux/proc_fs.h>
95 #include <linux/migrate.h>
96 #include <linux/ksm.h>
97 #include <linux/rmap.h>
98 #include <linux/security.h>
99 #include <linux/syscalls.h>
100 #include <linux/ctype.h>
101 #include <linux/mm_inline.h>
102 #include <linux/mmu_notifier.h>
103 #include <linux/printk.h>
104 #include <linux/swapops.h>
105
106 #include <asm/tlbflush.h>
107 #include <linux/uaccess.h>
108
109 #include "internal.h"
110
111 /* Internal flags */
112 #define MPOL_MF_DISCONTIG_OK (MPOL_MF_INTERNAL << 0)    /* Skip checks for continuous vmas */
113 #define MPOL_MF_INVERT (MPOL_MF_INTERNAL << 1)          /* Invert check for nodemask */
114
115 static struct kmem_cache *policy_cache;
116 static struct kmem_cache *sn_cache;
117
118 /* Highest zone. An specific allocation for a zone below that is not
119    policied. */
120 enum zone_type policy_zone = 0;
121
122 /*
123  * run-time system-wide default policy => local allocation
124  */
125 static struct mempolicy default_policy = {
126         .refcnt = ATOMIC_INIT(1), /* never free it */
127         .mode = MPOL_LOCAL,
128 };
129
130 static struct mempolicy preferred_node_policy[MAX_NUMNODES];
131
132 /**
133  * numa_map_to_online_node - Find closest online node
134  * @node: Node id to start the search
135  *
136  * Lookup the next closest node by distance if @nid is not online.
137  */
138 int numa_map_to_online_node(int node)
139 {
140         int min_dist = INT_MAX, dist, n, min_node;
141
142         if (node == NUMA_NO_NODE || node_online(node))
143                 return node;
144
145         min_node = node;
146         for_each_online_node(n) {
147                 dist = node_distance(node, n);
148                 if (dist < min_dist) {
149                         min_dist = dist;
150                         min_node = n;
151                 }
152         }
153
154         return min_node;
155 }
156 EXPORT_SYMBOL_GPL(numa_map_to_online_node);
157
158 struct mempolicy *get_task_policy(struct task_struct *p)
159 {
160         struct mempolicy *pol = p->mempolicy;
161         int node;
162
163         if (pol)
164                 return pol;
165
166         node = numa_node_id();
167         if (node != NUMA_NO_NODE) {
168                 pol = &preferred_node_policy[node];
169                 /* preferred_node_policy is not initialised early in boot */
170                 if (pol->mode)
171                         return pol;
172         }
173
174         return &default_policy;
175 }
176
177 static const struct mempolicy_operations {
178         int (*create)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
179         void (*rebind)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
180 } mpol_ops[MPOL_MAX];
181
182 static inline int mpol_store_user_nodemask(const struct mempolicy *pol)
183 {
184         return pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS;
185 }
186
187 static void mpol_relative_nodemask(nodemask_t *ret, const nodemask_t *orig,
188                                    const nodemask_t *rel)
189 {
190         nodemask_t tmp;
191         nodes_fold(tmp, *orig, nodes_weight(*rel));
192         nodes_onto(*ret, tmp, *rel);
193 }
194
195 static int mpol_new_nodemask(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
196 {
197         if (nodes_empty(*nodes))
198                 return -EINVAL;
199         pol->nodes = *nodes;
200         return 0;
201 }
202
203 static int mpol_new_preferred(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
204 {
205         if (nodes_empty(*nodes))
206                 return -EINVAL;
207
208         nodes_clear(pol->nodes);
209         node_set(first_node(*nodes), pol->nodes);
210         return 0;
211 }
212
213 /*
214  * mpol_set_nodemask is called after mpol_new() to set up the nodemask, if
215  * any, for the new policy.  mpol_new() has already validated the nodes
216  * parameter with respect to the policy mode and flags.
217  *
218  * Must be called holding task's alloc_lock to protect task's mems_allowed
219  * and mempolicy.  May also be called holding the mmap_lock for write.
220  */
221 static int mpol_set_nodemask(struct mempolicy *pol,
222                      const nodemask_t *nodes, struct nodemask_scratch *nsc)
223 {
224         int ret;
225
226         /*
227          * Default (pol==NULL) resp. local memory policies are not a
228          * subject of any remapping. They also do not need any special
229          * constructor.
230          */
231         if (!pol || pol->mode == MPOL_LOCAL)
232                 return 0;
233
234         /* Check N_MEMORY */
235         nodes_and(nsc->mask1,
236                   cpuset_current_mems_allowed, node_states[N_MEMORY]);
237
238         VM_BUG_ON(!nodes);
239
240         if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
241                 mpol_relative_nodemask(&nsc->mask2, nodes, &nsc->mask1);
242         else
243                 nodes_and(nsc->mask2, *nodes, nsc->mask1);
244
245         if (mpol_store_user_nodemask(pol))
246                 pol->w.user_nodemask = *nodes;
247         else
248                 pol->w.cpuset_mems_allowed = cpuset_current_mems_allowed;
249
250         ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, &nsc->mask2);
251         return ret;
252 }
253
254 /*
255  * This function just creates a new policy, does some check and simple
256  * initialization. You must invoke mpol_set_nodemask() to set nodes.
257  */
258 static struct mempolicy *mpol_new(unsigned short mode, unsigned short flags,
259                                   nodemask_t *nodes)
260 {
261         struct mempolicy *policy;
262
263         pr_debug("setting mode %d flags %d nodes[0] %lx\n",
264                  mode, flags, nodes ? nodes_addr(*nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
265
266         if (mode == MPOL_DEFAULT) {
267                 if (nodes && !nodes_empty(*nodes))
268                         return ERR_PTR(-EINVAL);
269                 return NULL;
270         }
271         VM_BUG_ON(!nodes);
272
273         /*
274          * MPOL_PREFERRED cannot be used with MPOL_F_STATIC_NODES or
275          * MPOL_F_RELATIVE_NODES if the nodemask is empty (local allocation).
276          * All other modes require a valid pointer to a non-empty nodemask.
277          */
278         if (mode == MPOL_PREFERRED) {
279                 if (nodes_empty(*nodes)) {
280                         if (((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
281                              (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)))
282                                 return ERR_PTR(-EINVAL);
283
284                         mode = MPOL_LOCAL;
285                 }
286         } else if (mode == MPOL_LOCAL) {
287                 if (!nodes_empty(*nodes) ||
288                     (flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
289                     (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
290                         return ERR_PTR(-EINVAL);
291         } else if (nodes_empty(*nodes))
292                 return ERR_PTR(-EINVAL);
293         policy = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
294         if (!policy)
295                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
296         atomic_set(&policy->refcnt, 1);
297         policy->mode = mode;
298         policy->flags = flags;
299
300         return policy;
301 }
302
303 /* Slow path of a mpol destructor. */
304 void __mpol_put(struct mempolicy *p)
305 {
306         if (!atomic_dec_and_test(&p->refcnt))
307                 return;
308         kmem_cache_free(policy_cache, p);
309 }
310
311 static void mpol_rebind_default(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
312 {
313 }
314
315 static void mpol_rebind_nodemask(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
316 {
317         nodemask_t tmp;
318
319         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
320                 nodes_and(tmp, pol->w.user_nodemask, *nodes);
321         else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
322                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
323         else {
324                 nodes_remap(tmp, pol->nodes, pol->w.cpuset_mems_allowed,
325                                                                 *nodes);
326                 pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
327         }
328
329         if (nodes_empty(tmp))
330                 tmp = *nodes;
331
332         pol->nodes = tmp;
333 }
334
335 static void mpol_rebind_preferred(struct mempolicy *pol,
336                                                 const nodemask_t *nodes)
337 {
338         pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
339 }
340
341 /*
342  * mpol_rebind_policy - Migrate a policy to a different set of nodes
343  *
344  * Per-vma policies are protected by mmap_lock. Allocations using per-task
345  * policies are protected by task->mems_allowed_seq to prevent a premature
346  * OOM/allocation failure due to parallel nodemask modification.
347  */
348 static void mpol_rebind_policy(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *newmask)
349 {
350         if (!pol)
351                 return;
352         if (!mpol_store_user_nodemask(pol) &&
353             nodes_equal(pol->w.cpuset_mems_allowed, *newmask))
354                 return;
355
356         mpol_ops[pol->mode].rebind(pol, newmask);
357 }
358
359 /*
360  * Wrapper for mpol_rebind_policy() that just requires task
361  * pointer, and updates task mempolicy.
362  *
363  * Called with task's alloc_lock held.
364  */
365
366 void mpol_rebind_task(struct task_struct *tsk, const nodemask_t *new)
367 {
368         mpol_rebind_policy(tsk->mempolicy, new);
369 }
370
371 /*
372  * Rebind each vma in mm to new nodemask.
373  *
374  * Call holding a reference to mm.  Takes mm->mmap_lock during call.
375  */
376
377 void mpol_rebind_mm(struct mm_struct *mm, nodemask_t *new)
378 {
379         struct vm_area_struct *vma;
380
381         mmap_write_lock(mm);
382         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next)
383                 mpol_rebind_policy(vma->vm_policy, new);
384         mmap_write_unlock(mm);
385 }
386
387 static const struct mempolicy_operations mpol_ops[MPOL_MAX] = {
388         [MPOL_DEFAULT] = {
389                 .rebind = mpol_rebind_default,
390         },
391         [MPOL_INTERLEAVE] = {
392                 .create = mpol_new_nodemask,
393                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
394         },
395         [MPOL_PREFERRED] = {
396                 .create = mpol_new_preferred,
397                 .rebind = mpol_rebind_preferred,
398         },
399         [MPOL_BIND] = {
400                 .create = mpol_new_nodemask,
401                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
402         },
403         [MPOL_LOCAL] = {
404                 .rebind = mpol_rebind_default,
405         },
406         [MPOL_PREFERRED_MANY] = {
407                 .create = mpol_new_nodemask,
408                 .rebind = mpol_rebind_preferred,
409         },
410 };
411
412 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
413                                 unsigned long flags);
414
415 struct queue_pages {
416         struct list_head *pagelist;
417         unsigned long flags;
418         nodemask_t *nmask;
419         unsigned long start;
420         unsigned long end;
421         struct vm_area_struct *first;
422 };
423
424 /*
425  * Check if the page's nid is in qp->nmask.
426  *
427  * If MPOL_MF_INVERT is set in qp->flags, check if the nid is
428  * in the invert of qp->nmask.
429  */
430 static inline bool queue_pages_required(struct page *page,
431                                         struct queue_pages *qp)
432 {
433         int nid = page_to_nid(page);
434         unsigned long flags = qp->flags;
435
436         return node_isset(nid, *qp->nmask) == !(flags & MPOL_MF_INVERT);
437 }
438
439 /*
440  * queue_pages_pmd() has four possible return values:
441  * 0 - pages are placed on the right node or queued successfully, or
442  *     special page is met, i.e. huge zero page.
443  * 1 - there is unmovable page, and MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
444  *     specified.
445  * 2 - THP was split.
446  * -EIO - is migration entry or only MPOL_MF_STRICT was specified and an
447  *        existing page was already on a node that does not follow the
448  *        policy.
449  */
450 static int queue_pages_pmd(pmd_t *pmd, spinlock_t *ptl, unsigned long addr,
451                                 unsigned long end, struct mm_walk *walk)
452         __releases(ptl)
453 {
454         int ret = 0;
455         struct page *page;
456         struct queue_pages *qp = walk->private;
457         unsigned long flags;
458
459         if (unlikely(is_pmd_migration_entry(*pmd))) {
460                 ret = -EIO;
461                 goto unlock;
462         }
463         page = pmd_page(*pmd);
464         if (is_huge_zero_page(page)) {
465                 spin_unlock(ptl);
466                 walk->action = ACTION_CONTINUE;
467                 goto out;
468         }
469         if (!queue_pages_required(page, qp))
470                 goto unlock;
471
472         flags = qp->flags;
473         /* go to thp migration */
474         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
475                 if (!vma_migratable(walk->vma) ||
476                     migrate_page_add(page, qp->pagelist, flags)) {
477                         ret = 1;
478                         goto unlock;
479                 }
480         } else
481                 ret = -EIO;
482 unlock:
483         spin_unlock(ptl);
484 out:
485         return ret;
486 }
487
488 /*
489  * Scan through pages checking if pages follow certain conditions,
490  * and move them to the pagelist if they do.
491  *
492  * queue_pages_pte_range() has three possible return values:
493  * 0 - pages are placed on the right node or queued successfully, or
494  *     special page is met, i.e. zero page.
495  * 1 - there is unmovable page, and MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
496  *     specified.
497  * -EIO - only MPOL_MF_STRICT was specified and an existing page was already
498  *        on a node that does not follow the policy.
499  */
500 static int queue_pages_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
501                         unsigned long end, struct mm_walk *walk)
502 {
503         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
504         struct page *page;
505         struct queue_pages *qp = walk->private;
506         unsigned long flags = qp->flags;
507         int ret;
508         bool has_unmovable = false;
509         pte_t *pte, *mapped_pte;
510         spinlock_t *ptl;
511
512         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
513         if (ptl) {
514                 ret = queue_pages_pmd(pmd, ptl, addr, end, walk);
515                 if (ret != 2)
516                         return ret;
517         }
518         /* THP was split, fall through to pte walk */
519
520         if (pmd_trans_unstable(pmd))
521                 return 0;
522
523         mapped_pte = pte = pte_offset_map_lock(walk->mm, pmd, addr, &ptl);
524         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE) {
525                 if (!pte_present(*pte))
526                         continue;
527                 page = vm_normal_page(vma, addr, *pte);
528                 if (!page)
529                         continue;
530                 /*
531                  * vm_normal_page() filters out zero pages, but there might
532                  * still be PageReserved pages to skip, perhaps in a VDSO.
533                  */
534                 if (PageReserved(page))
535                         continue;
536                 if (!queue_pages_required(page, qp))
537                         continue;
538                 if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
539                         /* MPOL_MF_STRICT must be specified if we get here */
540                         if (!vma_migratable(vma)) {
541                                 has_unmovable = true;
542                                 break;
543                         }
544
545                         /*
546                          * Do not abort immediately since there may be
547                          * temporary off LRU pages in the range.  Still
548                          * need migrate other LRU pages.
549                          */
550                         if (migrate_page_add(page, qp->pagelist, flags))
551                                 has_unmovable = true;
552                 } else
553                         break;
554         }
555         pte_unmap_unlock(mapped_pte, ptl);
556         cond_resched();
557
558         if (has_unmovable)
559                 return 1;
560
561         return addr != end ? -EIO : 0;
562 }
563
564 static int queue_pages_hugetlb(pte_t *pte, unsigned long hmask,
565                                unsigned long addr, unsigned long end,
566                                struct mm_walk *walk)
567 {
568         int ret = 0;
569 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
570         struct queue_pages *qp = walk->private;
571         unsigned long flags = (qp->flags & MPOL_MF_VALID);
572         struct page *page;
573         spinlock_t *ptl;
574         pte_t entry;
575
576         ptl = huge_pte_lock(hstate_vma(walk->vma), walk->mm, pte);
577         entry = huge_ptep_get(pte);
578         if (!pte_present(entry))
579                 goto unlock;
580         page = pte_page(entry);
581         if (!queue_pages_required(page, qp))
582                 goto unlock;
583
584         if (flags == MPOL_MF_STRICT) {
585                 /*
586                  * STRICT alone means only detecting misplaced page and no
587                  * need to further check other vma.
588                  */
589                 ret = -EIO;
590                 goto unlock;
591         }
592
593         if (!vma_migratable(walk->vma)) {
594                 /*
595                  * Must be STRICT with MOVE*, otherwise .test_walk() have
596                  * stopped walking current vma.
597                  * Detecting misplaced page but allow migrating pages which
598                  * have been queued.
599                  */
600                 ret = 1;
601                 goto unlock;
602         }
603
604         /* With MPOL_MF_MOVE, we migrate only unshared hugepage. */
605         if (flags & (MPOL_MF_MOVE_ALL) ||
606             (flags & MPOL_MF_MOVE && page_mapcount(page) == 1)) {
607                 if (!isolate_huge_page(page, qp->pagelist) &&
608                         (flags & MPOL_MF_STRICT))
609                         /*
610                          * Failed to isolate page but allow migrating pages
611                          * which have been queued.
612                          */
613                         ret = 1;
614         }
615 unlock:
616         spin_unlock(ptl);
617 #else
618         BUG();
619 #endif
620         return ret;
621 }
622
623 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
624 /*
625  * This is used to mark a range of virtual addresses to be inaccessible.
626  * These are later cleared by a NUMA hinting fault. Depending on these
627  * faults, pages may be migrated for better NUMA placement.
628  *
629  * This is assuming that NUMA faults are handled using PROT_NONE. If
630  * an architecture makes a different choice, it will need further
631  * changes to the core.
632  */
633 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
634                         unsigned long addr, unsigned long end)
635 {
636         int nr_updated;
637
638         nr_updated = change_protection(vma, addr, end, PAGE_NONE, MM_CP_PROT_NUMA);
639         if (nr_updated)
640                 count_vm_numa_events(NUMA_PTE_UPDATES, nr_updated);
641
642         return nr_updated;
643 }
644 #else
645 static unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
646                         unsigned long addr, unsigned long end)
647 {
648         return 0;
649 }
650 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
651
652 static int queue_pages_test_walk(unsigned long start, unsigned long end,
653                                 struct mm_walk *walk)
654 {
655         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
656         struct queue_pages *qp = walk->private;
657         unsigned long endvma = vma->vm_end;
658         unsigned long flags = qp->flags;
659
660         /* range check first */
661         VM_BUG_ON_VMA(!range_in_vma(vma, start, end), vma);
662
663         if (!qp->first) {
664                 qp->first = vma;
665                 if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK) &&
666                         (qp->start < vma->vm_start))
667                         /* hole at head side of range */
668                         return -EFAULT;
669         }
670         if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK) &&
671                 ((vma->vm_end < qp->end) &&
672                 (!vma->vm_next || vma->vm_end < vma->vm_next->vm_start)))
673                 /* hole at middle or tail of range */
674                 return -EFAULT;
675
676         /*
677          * Need check MPOL_MF_STRICT to return -EIO if possible
678          * regardless of vma_migratable
679          */
680         if (!vma_migratable(vma) &&
681             !(flags & MPOL_MF_STRICT))
682                 return 1;
683
684         if (endvma > end)
685                 endvma = end;
686
687         if (flags & MPOL_MF_LAZY) {
688                 /* Similar to task_numa_work, skip inaccessible VMAs */
689                 if (!is_vm_hugetlb_page(vma) && vma_is_accessible(vma) &&
690                         !(vma->vm_flags & VM_MIXEDMAP))
691                         change_prot_numa(vma, start, endvma);
692                 return 1;
693         }
694
695         /* queue pages from current vma */
696         if (flags & MPOL_MF_VALID)
697                 return 0;
698         return 1;
699 }
700
701 static const struct mm_walk_ops queue_pages_walk_ops = {
702         .hugetlb_entry          = queue_pages_hugetlb,
703         .pmd_entry              = queue_pages_pte_range,
704         .test_walk              = queue_pages_test_walk,
705 };
706
707 /*
708  * Walk through page tables and collect pages to be migrated.
709  *
710  * If pages found in a given range are on a set of nodes (determined by
711  * @nodes and @flags,) it's isolated and queued to the pagelist which is
712  * passed via @private.
713  *
714  * queue_pages_range() has three possible return values:
715  * 1 - there is unmovable page, but MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
716  *     specified.
717  * 0 - queue pages successfully or no misplaced page.
718  * errno - i.e. misplaced pages with MPOL_MF_STRICT specified (-EIO) or
719  *         memory range specified by nodemask and maxnode points outside
720  *         your accessible address space (-EFAULT)
721  */
722 static int
723 queue_pages_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start, unsigned long end,
724                 nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
725                 struct list_head *pagelist)
726 {
727         int err;
728         struct queue_pages qp = {
729                 .pagelist = pagelist,
730                 .flags = flags,
731                 .nmask = nodes,
732                 .start = start,
733                 .end = end,
734                 .first = NULL,
735         };
736
737         err = walk_page_range(mm, start, end, &queue_pages_walk_ops, &qp);
738
739         if (!qp.first)
740                 /* whole range in hole */
741                 err = -EFAULT;
742
743         return err;
744 }
745
746 /*
747  * Apply policy to a single VMA
748  * This must be called with the mmap_lock held for writing.
749  */
750 static int vma_replace_policy(struct vm_area_struct *vma,
751                                                 struct mempolicy *pol)
752 {
753         int err;
754         struct mempolicy *old;
755         struct mempolicy *new;
756
757         pr_debug("vma %lx-%lx/%lx vm_ops %p vm_file %p set_policy %p\n",
758                  vma->vm_start, vma->vm_end, vma->vm_pgoff,
759                  vma->vm_ops, vma->vm_file,
760                  vma->vm_ops ? vma->vm_ops->set_policy : NULL);
761
762         new = mpol_dup(pol);
763         if (IS_ERR(new))
764                 return PTR_ERR(new);
765
766         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->set_policy) {
767                 err = vma->vm_ops->set_policy(vma, new);
768                 if (err)
769                         goto err_out;
770         }
771
772         old = vma->vm_policy;
773         vma->vm_policy = new; /* protected by mmap_lock */
774         mpol_put(old);
775
776         return 0;
777  err_out:
778         mpol_put(new);
779         return err;
780 }
781
782 /* Step 2: apply policy to a range and do splits. */
783 static int mbind_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
784                        unsigned long end, struct mempolicy *new_pol)
785 {
786         struct vm_area_struct *next;
787         struct vm_area_struct *prev;
788         struct vm_area_struct *vma;
789         int err = 0;
790         pgoff_t pgoff;
791         unsigned long vmstart;
792         unsigned long vmend;
793
794         vma = find_vma(mm, start);
795         VM_BUG_ON(!vma);
796
797         prev = vma->vm_prev;
798         if (start > vma->vm_start)
799                 prev = vma;
800
801         for (; vma && vma->vm_start < end; prev = vma, vma = next) {
802                 next = vma->vm_next;
803                 vmstart = max(start, vma->vm_start);
804                 vmend   = min(end, vma->vm_end);
805
806                 if (mpol_equal(vma_policy(vma), new_pol))
807                         continue;
808
809                 pgoff = vma->vm_pgoff +
810                         ((vmstart - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
811                 prev = vma_merge(mm, prev, vmstart, vmend, vma->vm_flags,
812                                  vma->anon_vma, vma->vm_file, pgoff,
813                                  new_pol, vma->vm_userfaultfd_ctx);
814                 if (prev) {
815                         vma = prev;
816                         next = vma->vm_next;
817                         if (mpol_equal(vma_policy(vma), new_pol))
818                                 continue;
819                         /* vma_merge() joined vma && vma->next, case 8 */
820                         goto replace;
821                 }
822                 if (vma->vm_start != vmstart) {
823                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmstart, 1);
824                         if (err)
825                                 goto out;
826                 }
827                 if (vma->vm_end != vmend) {
828                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmend, 0);
829                         if (err)
830                                 goto out;
831                 }
832  replace:
833                 err = vma_replace_policy(vma, new_pol);
834                 if (err)
835                         goto out;
836         }
837
838  out:
839         return err;
840 }
841
842 /* Set the process memory policy */
843 static long do_set_mempolicy(unsigned short mode, unsigned short flags,
844                              nodemask_t *nodes)
845 {
846         struct mempolicy *new, *old;
847         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
848         int ret;
849
850         if (!scratch)
851                 return -ENOMEM;
852
853         new = mpol_new(mode, flags, nodes);
854         if (IS_ERR(new)) {
855                 ret = PTR_ERR(new);
856                 goto out;
857         }
858
859         if (flags & MPOL_F_NUMA_BALANCING) {
860                 if (new && new->mode == MPOL_BIND) {
861                         new->flags |= (MPOL_F_MOF | MPOL_F_MORON);
862                 } else {
863                         ret = -EINVAL;
864                         mpol_put(new);
865                         goto out;
866                 }
867         }
868
869         ret = mpol_set_nodemask(new, nodes, scratch);
870         if (ret) {
871                 mpol_put(new);
872                 goto out;
873         }
874         task_lock(current);
875         old = current->mempolicy;
876         current->mempolicy = new;
877         if (new && new->mode == MPOL_INTERLEAVE)
878                 current->il_prev = MAX_NUMNODES-1;
879         task_unlock(current);
880         mpol_put(old);
881         ret = 0;
882 out:
883         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
884         return ret;
885 }
886
887 /*
888  * Return nodemask for policy for get_mempolicy() query
889  *
890  * Called with task's alloc_lock held
891  */
892 static void get_policy_nodemask(struct mempolicy *p, nodemask_t *nodes)
893 {
894         nodes_clear(*nodes);
895         if (p == &default_policy)
896                 return;
897
898         switch (p->mode) {
899         case MPOL_BIND:
900         case MPOL_INTERLEAVE:
901         case MPOL_PREFERRED:
902         case MPOL_PREFERRED_MANY:
903                 *nodes = p->nodes;
904                 break;
905         case MPOL_LOCAL:
906                 /* return empty node mask for local allocation */
907                 break;
908         default:
909                 BUG();
910         }
911 }
912
913 static int lookup_node(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
914 {
915         struct page *p = NULL;
916         int err;
917
918         int locked = 1;
919         err = get_user_pages_locked(addr & PAGE_MASK, 1, 0, &p, &locked);
920         if (err > 0) {
921                 err = page_to_nid(p);
922                 put_page(p);
923         }
924         if (locked)
925                 mmap_read_unlock(mm);
926         return err;
927 }
928
929 /* Retrieve NUMA policy */
930 static long do_get_mempolicy(int *policy, nodemask_t *nmask,
931                              unsigned long addr, unsigned long flags)
932 {
933         int err;
934         struct mm_struct *mm = current->mm;
935         struct vm_area_struct *vma = NULL;
936         struct mempolicy *pol = current->mempolicy, *pol_refcount = NULL;
937
938         if (flags &
939                 ~(unsigned long)(MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR|MPOL_F_MEMS_ALLOWED))
940                 return -EINVAL;
941
942         if (flags & MPOL_F_MEMS_ALLOWED) {
943                 if (flags & (MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR))
944                         return -EINVAL;
945                 *policy = 0;    /* just so it's initialized */
946                 task_lock(current);
947                 *nmask  = cpuset_current_mems_allowed;
948                 task_unlock(current);
949                 return 0;
950         }
951
952         if (flags & MPOL_F_ADDR) {
953                 /*
954                  * Do NOT fall back to task policy if the
955                  * vma/shared policy at addr is NULL.  We
956                  * want to return MPOL_DEFAULT in this case.
957                  */
958                 mmap_read_lock(mm);
959                 vma = vma_lookup(mm, addr);
960                 if (!vma) {
961                         mmap_read_unlock(mm);
962                         return -EFAULT;
963                 }
964                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy)
965                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
966                 else
967                         pol = vma->vm_policy;
968         } else if (addr)
969                 return -EINVAL;
970
971         if (!pol)
972                 pol = &default_policy;  /* indicates default behavior */
973
974         if (flags & MPOL_F_NODE) {
975                 if (flags & MPOL_F_ADDR) {
976                         /*
977                          * Take a refcount on the mpol, lookup_node()
978                          * will drop the mmap_lock, so after calling
979                          * lookup_node() only "pol" remains valid, "vma"
980                          * is stale.
981                          */
982                         pol_refcount = pol;
983                         vma = NULL;
984                         mpol_get(pol);
985                         err = lookup_node(mm, addr);
986                         if (err < 0)
987                                 goto out;
988                         *policy = err;
989                 } else if (pol == current->mempolicy &&
990                                 pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
991                         *policy = next_node_in(current->il_prev, pol->nodes);
992                 } else {
993                         err = -EINVAL;
994                         goto out;
995                 }
996         } else {
997                 *policy = pol == &default_policy ? MPOL_DEFAULT :
998                                                 pol->mode;
999                 /*
1000                  * Internal mempolicy flags must be masked off before exposing
1001                  * the policy to userspace.
1002                  */
1003                 *policy |= (pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS);
1004         }
1005
1006         err = 0;
1007         if (nmask) {
1008                 if (mpol_store_user_nodemask(pol)) {
1009                         *nmask = pol->w.user_nodemask;
1010                 } else {
1011                         task_lock(current);
1012                         get_policy_nodemask(pol, nmask);
1013                         task_unlock(current);
1014                 }
1015         }
1016
1017  out:
1018         mpol_cond_put(pol);
1019         if (vma)
1020                 mmap_read_unlock(mm);
1021         if (pol_refcount)
1022                 mpol_put(pol_refcount);
1023         return err;
1024 }
1025
1026 #ifdef CONFIG_MIGRATION
1027 /*
1028  * page migration, thp tail pages can be passed.
1029  */
1030 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1031                                 unsigned long flags)
1032 {
1033         struct page *head = compound_head(page);
1034         /*
1035          * Avoid migrating a page that is shared with others.
1036          */
1037         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) || page_mapcount(head) == 1) {
1038                 if (!isolate_lru_page(head)) {
1039                         list_add_tail(&head->lru, pagelist);
1040                         mod_node_page_state(page_pgdat(head),
1041                                 NR_ISOLATED_ANON + page_is_file_lru(head),
1042                                 thp_nr_pages(head));
1043                 } else if (flags & MPOL_MF_STRICT) {
1044                         /*
1045                          * Non-movable page may reach here.  And, there may be
1046                          * temporary off LRU pages or non-LRU movable pages.
1047                          * Treat them as unmovable pages since they can't be
1048                          * isolated, so they can't be moved at the moment.  It
1049                          * should return -EIO for this case too.
1050                          */
1051                         return -EIO;
1052                 }
1053         }
1054
1055         return 0;
1056 }
1057
1058 /*
1059  * Migrate pages from one node to a target node.
1060  * Returns error or the number of pages not migrated.
1061  */
1062 static int migrate_to_node(struct mm_struct *mm, int source, int dest,
1063                            int flags)
1064 {
1065         nodemask_t nmask;
1066         LIST_HEAD(pagelist);
1067         int err = 0;
1068         struct migration_target_control mtc = {
1069                 .nid = dest,
1070                 .gfp_mask = GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_THISNODE,
1071         };
1072
1073         nodes_clear(nmask);
1074         node_set(source, nmask);
1075
1076         /*
1077          * This does not "check" the range but isolates all pages that
1078          * need migration.  Between passing in the full user address
1079          * space range and MPOL_MF_DISCONTIG_OK, this call can not fail.
1080          */
1081         VM_BUG_ON(!(flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)));
1082         queue_pages_range(mm, mm->mmap->vm_start, mm->task_size, &nmask,
1083                         flags | MPOL_MF_DISCONTIG_OK, &pagelist);
1084
1085         if (!list_empty(&pagelist)) {
1086                 err = migrate_pages(&pagelist, alloc_migration_target, NULL,
1087                                 (unsigned long)&mtc, MIGRATE_SYNC, MR_SYSCALL, NULL);
1088                 if (err)
1089                         putback_movable_pages(&pagelist);
1090         }
1091
1092         return err;
1093 }
1094
1095 /*
1096  * Move pages between the two nodesets so as to preserve the physical
1097  * layout as much as possible.
1098  *
1099  * Returns the number of page that could not be moved.
1100  */
1101 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1102                      const nodemask_t *to, int flags)
1103 {
1104         int busy = 0;
1105         int err = 0;
1106         nodemask_t tmp;
1107
1108         lru_cache_disable();
1109
1110         mmap_read_lock(mm);
1111
1112         /*
1113          * Find a 'source' bit set in 'tmp' whose corresponding 'dest'
1114          * bit in 'to' is not also set in 'tmp'.  Clear the found 'source'
1115          * bit in 'tmp', and return that <source, dest> pair for migration.
1116          * The pair of nodemasks 'to' and 'from' define the map.
1117          *
1118          * If no pair of bits is found that way, fallback to picking some
1119          * pair of 'source' and 'dest' bits that are not the same.  If the
1120          * 'source' and 'dest' bits are the same, this represents a node
1121          * that will be migrating to itself, so no pages need move.
1122          *
1123          * If no bits are left in 'tmp', or if all remaining bits left
1124          * in 'tmp' correspond to the same bit in 'to', return false
1125          * (nothing left to migrate).
1126          *
1127          * This lets us pick a pair of nodes to migrate between, such that
1128          * if possible the dest node is not already occupied by some other
1129          * source node, minimizing the risk of overloading the memory on a
1130          * node that would happen if we migrated incoming memory to a node
1131          * before migrating outgoing memory source that same node.
1132          *
1133          * A single scan of tmp is sufficient.  As we go, we remember the
1134          * most recent <s, d> pair that moved (s != d).  If we find a pair
1135          * that not only moved, but what's better, moved to an empty slot
1136          * (d is not set in tmp), then we break out then, with that pair.
1137          * Otherwise when we finish scanning from_tmp, we at least have the
1138          * most recent <s, d> pair that moved.  If we get all the way through
1139          * the scan of tmp without finding any node that moved, much less
1140          * moved to an empty node, then there is nothing left worth migrating.
1141          */
1142
1143         tmp = *from;
1144         while (!nodes_empty(tmp)) {
1145                 int s, d;
1146                 int source = NUMA_NO_NODE;
1147                 int dest = 0;
1148
1149                 for_each_node_mask(s, tmp) {
1150
1151                         /*
1152                          * do_migrate_pages() tries to maintain the relative
1153                          * node relationship of the pages established between
1154                          * threads and memory areas.
1155                          *
1156                          * However if the number of source nodes is not equal to
1157                          * the number of destination nodes we can not preserve
1158                          * this node relative relationship.  In that case, skip
1159                          * copying memory from a node that is in the destination
1160                          * mask.
1161                          *
1162                          * Example: [2,3,4] -> [3,4,5] moves everything.
1163                          *          [0-7] - > [3,4,5] moves only 0,1,2,6,7.
1164                          */
1165
1166                         if ((nodes_weight(*from) != nodes_weight(*to)) &&
1167                                                 (node_isset(s, *to)))
1168                                 continue;
1169
1170                         d = node_remap(s, *from, *to);
1171                         if (s == d)
1172                                 continue;
1173
1174                         source = s;     /* Node moved. Memorize */
1175                         dest = d;
1176
1177                         /* dest not in remaining from nodes? */
1178                         if (!node_isset(dest, tmp))
1179                                 break;
1180                 }
1181                 if (source == NUMA_NO_NODE)
1182                         break;
1183
1184                 node_clear(source, tmp);
1185                 err = migrate_to_node(mm, source, dest, flags);
1186                 if (err > 0)
1187                         busy += err;
1188                 if (err < 0)
1189                         break;
1190         }
1191         mmap_read_unlock(mm);
1192
1193         lru_cache_enable();
1194         if (err < 0)
1195                 return err;
1196         return busy;
1197
1198 }
1199
1200 /*
1201  * Allocate a new page for page migration based on vma policy.
1202  * Start by assuming the page is mapped by the same vma as contains @start.
1203  * Search forward from there, if not.  N.B., this assumes that the
1204  * list of pages handed to migrate_pages()--which is how we get here--
1205  * is in virtual address order.
1206  */
1207 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start)
1208 {
1209         struct vm_area_struct *vma;
1210         unsigned long address;
1211
1212         vma = find_vma(current->mm, start);
1213         while (vma) {
1214                 address = page_address_in_vma(page, vma);
1215                 if (address != -EFAULT)
1216                         break;
1217                 vma = vma->vm_next;
1218         }
1219
1220         if (PageHuge(page)) {
1221                 return alloc_huge_page_vma(page_hstate(compound_head(page)),
1222                                 vma, address);
1223         } else if (PageTransHuge(page)) {
1224                 struct page *thp;
1225
1226                 thp = alloc_hugepage_vma(GFP_TRANSHUGE, vma, address,
1227                                          HPAGE_PMD_ORDER);
1228                 if (!thp)
1229                         return NULL;
1230                 prep_transhuge_page(thp);
1231                 return thp;
1232         }
1233         /*
1234          * if !vma, alloc_page_vma() will use task or system default policy
1235          */
1236         return alloc_page_vma(GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_RETRY_MAYFAIL,
1237                         vma, address);
1238 }
1239 #else
1240
1241 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1242                                 unsigned long flags)
1243 {
1244         return -EIO;
1245 }
1246
1247 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1248                      const nodemask_t *to, int flags)
1249 {
1250         return -ENOSYS;
1251 }
1252
1253 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start)
1254 {
1255         return NULL;
1256 }
1257 #endif
1258
1259 static long do_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1260                      unsigned short mode, unsigned short mode_flags,
1261                      nodemask_t *nmask, unsigned long flags)
1262 {
1263         struct mm_struct *mm = current->mm;
1264         struct mempolicy *new;
1265         unsigned long end;
1266         int err;
1267         int ret;
1268         LIST_HEAD(pagelist);
1269
1270         if (flags & ~(unsigned long)MPOL_MF_VALID)
1271                 return -EINVAL;
1272         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1273                 return -EPERM;
1274
1275         if (start & ~PAGE_MASK)
1276                 return -EINVAL;
1277
1278         if (mode == MPOL_DEFAULT)
1279                 flags &= ~MPOL_MF_STRICT;
1280
1281         len = (len + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
1282         end = start + len;
1283
1284         if (end < start)
1285                 return -EINVAL;
1286         if (end == start)
1287                 return 0;
1288
1289         new = mpol_new(mode, mode_flags, nmask);
1290         if (IS_ERR(new))
1291                 return PTR_ERR(new);
1292
1293         if (flags & MPOL_MF_LAZY)
1294                 new->flags |= MPOL_F_MOF;
1295
1296         /*
1297          * If we are using the default policy then operation
1298          * on discontinuous address spaces is okay after all
1299          */
1300         if (!new)
1301                 flags |= MPOL_MF_DISCONTIG_OK;
1302
1303         pr_debug("mbind %lx-%lx mode:%d flags:%d nodes:%lx\n",
1304                  start, start + len, mode, mode_flags,
1305                  nmask ? nodes_addr(*nmask)[0] : NUMA_NO_NODE);
1306
1307         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
1308
1309                 lru_cache_disable();
1310         }
1311         {
1312                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1313                 if (scratch) {
1314                         mmap_write_lock(mm);
1315                         err = mpol_set_nodemask(new, nmask, scratch);
1316                         if (err)
1317                                 mmap_write_unlock(mm);
1318                 } else
1319                         err = -ENOMEM;
1320                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1321         }
1322         if (err)
1323                 goto mpol_out;
1324
1325         ret = queue_pages_range(mm, start, end, nmask,
1326                           flags | MPOL_MF_INVERT, &pagelist);
1327
1328         if (ret < 0) {
1329                 err = ret;
1330                 goto up_out;
1331         }
1332
1333         err = mbind_range(mm, start, end, new);
1334
1335         if (!err) {
1336                 int nr_failed = 0;
1337
1338                 if (!list_empty(&pagelist)) {
1339                         WARN_ON_ONCE(flags & MPOL_MF_LAZY);
1340                         nr_failed = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL,
1341                                 start, MIGRATE_SYNC, MR_MEMPOLICY_MBIND, NULL);
1342                         if (nr_failed)
1343                                 putback_movable_pages(&pagelist);
1344                 }
1345
1346                 if ((ret > 0) || (nr_failed && (flags & MPOL_MF_STRICT)))
1347                         err = -EIO;
1348         } else {
1349 up_out:
1350                 if (!list_empty(&pagelist))
1351                         putback_movable_pages(&pagelist);
1352         }
1353
1354         mmap_write_unlock(mm);
1355 mpol_out:
1356         mpol_put(new);
1357         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL))
1358                 lru_cache_enable();
1359         return err;
1360 }
1361
1362 /*
1363  * User space interface with variable sized bitmaps for nodelists.
1364  */
1365
1366 /* Copy a node mask from user space. */
1367 static int get_nodes(nodemask_t *nodes, const unsigned long __user *nmask,
1368                      unsigned long maxnode)
1369 {
1370         unsigned long k;
1371         unsigned long t;
1372         unsigned long nlongs;
1373         unsigned long endmask;
1374
1375         --maxnode;
1376         nodes_clear(*nodes);
1377         if (maxnode == 0 || !nmask)
1378                 return 0;
1379         if (maxnode > PAGE_SIZE*BITS_PER_BYTE)
1380                 return -EINVAL;
1381
1382         nlongs = BITS_TO_LONGS(maxnode);
1383         if ((maxnode % BITS_PER_LONG) == 0)
1384                 endmask = ~0UL;
1385         else
1386                 endmask = (1UL << (maxnode % BITS_PER_LONG)) - 1;
1387
1388         /*
1389          * When the user specified more nodes than supported just check
1390          * if the non supported part is all zero.
1391          *
1392          * If maxnode have more longs than MAX_NUMNODES, check
1393          * the bits in that area first. And then go through to
1394          * check the rest bits which equal or bigger than MAX_NUMNODES.
1395          * Otherwise, just check bits [MAX_NUMNODES, maxnode).
1396          */
1397         if (nlongs > BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES)) {
1398                 for (k = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES); k < nlongs; k++) {
1399                         if (get_user(t, nmask + k))
1400                                 return -EFAULT;
1401                         if (k == nlongs - 1) {
1402                                 if (t & endmask)
1403                                         return -EINVAL;
1404                         } else if (t)
1405                                 return -EINVAL;
1406                 }
1407                 nlongs = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES);
1408                 endmask = ~0UL;
1409         }
1410
1411         if (maxnode > MAX_NUMNODES && MAX_NUMNODES % BITS_PER_LONG != 0) {
1412                 unsigned long valid_mask = endmask;
1413
1414                 valid_mask &= ~((1UL << (MAX_NUMNODES % BITS_PER_LONG)) - 1);
1415                 if (get_user(t, nmask + nlongs - 1))
1416                         return -EFAULT;
1417                 if (t & valid_mask)
1418                         return -EINVAL;
1419         }
1420
1421         if (copy_from_user(nodes_addr(*nodes), nmask, nlongs*sizeof(unsigned long)))
1422                 return -EFAULT;
1423         nodes_addr(*nodes)[nlongs-1] &= endmask;
1424         return 0;
1425 }
1426
1427 /* Copy a kernel node mask to user space */
1428 static int copy_nodes_to_user(unsigned long __user *mask, unsigned long maxnode,
1429                               nodemask_t *nodes)
1430 {
1431         unsigned long copy = ALIGN(maxnode-1, 64) / 8;
1432         unsigned int nbytes = BITS_TO_LONGS(nr_node_ids) * sizeof(long);
1433
1434         if (copy > nbytes) {
1435                 if (copy > PAGE_SIZE)
1436                         return -EINVAL;
1437                 if (clear_user((char __user *)mask + nbytes, copy - nbytes))
1438                         return -EFAULT;
1439                 copy = nbytes;
1440         }
1441         return copy_to_user(mask, nodes_addr(*nodes), copy) ? -EFAULT : 0;
1442 }
1443
1444 /* Basic parameter sanity check used by both mbind() and set_mempolicy() */
1445 static inline int sanitize_mpol_flags(int *mode, unsigned short *flags)
1446 {
1447         *flags = *mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1448         *mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1449
1450         if ((unsigned int)(*mode) >=  MPOL_MAX)
1451                 return -EINVAL;
1452         if ((*flags & MPOL_F_STATIC_NODES) && (*flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1453                 return -EINVAL;
1454
1455         return 0;
1456 }
1457
1458 static long kernel_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1459                          unsigned long mode, const unsigned long __user *nmask,
1460                          unsigned long maxnode, unsigned int flags)
1461 {
1462         unsigned short mode_flags;
1463         nodemask_t nodes;
1464         int lmode = mode;
1465         int err;
1466
1467         start = untagged_addr(start);
1468         err = sanitize_mpol_flags(&lmode, &mode_flags);
1469         if (err)
1470                 return err;
1471
1472         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1473         if (err)
1474                 return err;
1475
1476         return do_mbind(start, len, lmode, mode_flags, &nodes, flags);
1477 }
1478
1479 SYSCALL_DEFINE6(mbind, unsigned long, start, unsigned long, len,
1480                 unsigned long, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1481                 unsigned long, maxnode, unsigned int, flags)
1482 {
1483         return kernel_mbind(start, len, mode, nmask, maxnode, flags);
1484 }
1485
1486 /* Set the process memory policy */
1487 static long kernel_set_mempolicy(int mode, const unsigned long __user *nmask,
1488                                  unsigned long maxnode)
1489 {
1490         unsigned short mode_flags;
1491         nodemask_t nodes;
1492         int lmode = mode;
1493         int err;
1494
1495         err = sanitize_mpol_flags(&lmode, &mode_flags);
1496         if (err)
1497                 return err;
1498
1499         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1500         if (err)
1501                 return err;
1502
1503         return do_set_mempolicy(lmode, mode_flags, &nodes);
1504 }
1505
1506 SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1507                 unsigned long, maxnode)
1508 {
1509         return kernel_set_mempolicy(mode, nmask, maxnode);
1510 }
1511
1512 static int kernel_migrate_pages(pid_t pid, unsigned long maxnode,
1513                                 const unsigned long __user *old_nodes,
1514                                 const unsigned long __user *new_nodes)
1515 {
1516         struct mm_struct *mm = NULL;
1517         struct task_struct *task;
1518         nodemask_t task_nodes;
1519         int err;
1520         nodemask_t *old;
1521         nodemask_t *new;
1522         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1523
1524         if (!scratch)
1525                 return -ENOMEM;
1526
1527         old = &scratch->mask1;
1528         new = &scratch->mask2;
1529
1530         err = get_nodes(old, old_nodes, maxnode);
1531         if (err)
1532                 goto out;
1533
1534         err = get_nodes(new, new_nodes, maxnode);
1535         if (err)
1536                 goto out;
1537
1538         /* Find the mm_struct */
1539         rcu_read_lock();
1540         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1541         if (!task) {
1542                 rcu_read_unlock();
1543                 err = -ESRCH;
1544                 goto out;
1545         }
1546         get_task_struct(task);
1547
1548         err = -EINVAL;
1549
1550         /*
1551          * Check if this process has the right to modify the specified process.
1552          * Use the regular "ptrace_may_access()" checks.
1553          */
1554         if (!ptrace_may_access(task, PTRACE_MODE_READ_REALCREDS)) {
1555                 rcu_read_unlock();
1556                 err = -EPERM;
1557                 goto out_put;
1558         }
1559         rcu_read_unlock();
1560
1561         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1562         /* Is the user allowed to access the target nodes? */
1563         if (!nodes_subset(*new, task_nodes) && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1564                 err = -EPERM;
1565                 goto out_put;
1566         }
1567
1568         task_nodes = cpuset_mems_allowed(current);
1569         nodes_and(*new, *new, task_nodes);
1570         if (nodes_empty(*new))
1571                 goto out_put;
1572
1573         err = security_task_movememory(task);
1574         if (err)
1575                 goto out_put;
1576
1577         mm = get_task_mm(task);
1578         put_task_struct(task);
1579
1580         if (!mm) {
1581                 err = -EINVAL;
1582                 goto out;
1583         }
1584
1585         err = do_migrate_pages(mm, old, new,
1586                 capable(CAP_SYS_NICE) ? MPOL_MF_MOVE_ALL : MPOL_MF_MOVE);
1587
1588         mmput(mm);
1589 out:
1590         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1591
1592         return err;
1593
1594 out_put:
1595         put_task_struct(task);
1596         goto out;
1597
1598 }
1599
1600 SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, pid_t, pid, unsigned long, maxnode,
1601                 const unsigned long __user *, old_nodes,
1602                 const unsigned long __user *, new_nodes)
1603 {
1604         return kernel_migrate_pages(pid, maxnode, old_nodes, new_nodes);
1605 }
1606
1607
1608 /* Retrieve NUMA policy */
1609 static int kernel_get_mempolicy(int __user *policy,
1610                                 unsigned long __user *nmask,
1611                                 unsigned long maxnode,
1612                                 unsigned long addr,
1613                                 unsigned long flags)
1614 {
1615         int err;
1616         int pval;
1617         nodemask_t nodes;
1618
1619         if (nmask != NULL && maxnode < nr_node_ids)
1620                 return -EINVAL;
1621
1622         addr = untagged_addr(addr);
1623
1624         err = do_get_mempolicy(&pval, &nodes, addr, flags);
1625
1626         if (err)
1627                 return err;
1628
1629         if (policy && put_user(pval, policy))
1630                 return -EFAULT;
1631
1632         if (nmask)
1633                 err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, &nodes);
1634
1635         return err;
1636 }
1637
1638 SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1639                 unsigned long __user *, nmask, unsigned long, maxnode,
1640                 unsigned long, addr, unsigned long, flags)
1641 {
1642         return kernel_get_mempolicy(policy, nmask, maxnode, addr, flags);
1643 }
1644
1645 #ifdef CONFIG_COMPAT
1646
1647 COMPAT_SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1648                        compat_ulong_t __user *, nmask,
1649                        compat_ulong_t, maxnode,
1650                        compat_ulong_t, addr, compat_ulong_t, flags)
1651 {
1652         long err;
1653         unsigned long __user *nm = NULL;
1654         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1655         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1656
1657         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, nr_node_ids);
1658         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1659
1660         if (nmask)
1661                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1662
1663         err = kernel_get_mempolicy(policy, nm, nr_bits+1, addr, flags);
1664
1665         if (!err && nmask) {
1666                 unsigned long copy_size;
1667                 copy_size = min_t(unsigned long, sizeof(bm), alloc_size);
1668                 err = copy_from_user(bm, nm, copy_size);
1669                 /* ensure entire bitmap is zeroed */
1670                 err |= clear_user(nmask, ALIGN(maxnode-1, 8) / 8);
1671                 err |= compat_put_bitmap(nmask, bm, nr_bits);
1672         }
1673
1674         return err;
1675 }
1676
1677 COMPAT_SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, compat_ulong_t __user *, nmask,
1678                        compat_ulong_t, maxnode)
1679 {
1680         unsigned long __user *nm = NULL;
1681         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1682         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1683
1684         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1685         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1686
1687         if (nmask) {
1688                 if (compat_get_bitmap(bm, nmask, nr_bits))
1689                         return -EFAULT;
1690                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1691                 if (copy_to_user(nm, bm, alloc_size))
1692                         return -EFAULT;
1693         }
1694
1695         return kernel_set_mempolicy(mode, nm, nr_bits+1);
1696 }
1697
1698 COMPAT_SYSCALL_DEFINE6(mbind, compat_ulong_t, start, compat_ulong_t, len,
1699                        compat_ulong_t, mode, compat_ulong_t __user *, nmask,
1700                        compat_ulong_t, maxnode, compat_ulong_t, flags)
1701 {
1702         unsigned long __user *nm = NULL;
1703         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1704         nodemask_t bm;
1705
1706         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1707         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1708
1709         if (nmask) {
1710                 if (compat_get_bitmap(nodes_addr(bm), nmask, nr_bits))
1711                         return -EFAULT;
1712                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1713                 if (copy_to_user(nm, nodes_addr(bm), alloc_size))
1714                         return -EFAULT;
1715         }
1716
1717         return kernel_mbind(start, len, mode, nm, nr_bits+1, flags);
1718 }
1719
1720 COMPAT_SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, compat_pid_t, pid,
1721                        compat_ulong_t, maxnode,
1722                        const compat_ulong_t __user *, old_nodes,
1723                        const compat_ulong_t __user *, new_nodes)
1724 {
1725         unsigned long __user *old = NULL;
1726         unsigned long __user *new = NULL;
1727         nodemask_t tmp_mask;
1728         unsigned long nr_bits;
1729         unsigned long size;
1730
1731         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode - 1, MAX_NUMNODES);
1732         size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1733         if (old_nodes) {
1734                 if (compat_get_bitmap(nodes_addr(tmp_mask), old_nodes, nr_bits))
1735                         return -EFAULT;
1736                 old = compat_alloc_user_space(new_nodes ? size * 2 : size);
1737                 if (new_nodes)
1738                         new = old + size / sizeof(unsigned long);
1739                 if (copy_to_user(old, nodes_addr(tmp_mask), size))
1740                         return -EFAULT;
1741         }
1742         if (new_nodes) {
1743                 if (compat_get_bitmap(nodes_addr(tmp_mask), new_nodes, nr_bits))
1744                         return -EFAULT;
1745                 if (new == NULL)
1746                         new = compat_alloc_user_space(size);
1747                 if (copy_to_user(new, nodes_addr(tmp_mask), size))
1748                         return -EFAULT;
1749         }
1750         return kernel_migrate_pages(pid, nr_bits + 1, old, new);
1751 }
1752
1753 #endif /* CONFIG_COMPAT */
1754
1755 bool vma_migratable(struct vm_area_struct *vma)
1756 {
1757         if (vma->vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP))
1758                 return false;
1759
1760         /*
1761          * DAX device mappings require predictable access latency, so avoid
1762          * incurring periodic faults.
1763          */
1764         if (vma_is_dax(vma))
1765                 return false;
1766
1767         if (is_vm_hugetlb_page(vma) &&
1768                 !hugepage_migration_supported(hstate_vma(vma)))
1769                 return false;
1770
1771         /*
1772          * Migration allocates pages in the highest zone. If we cannot
1773          * do so then migration (at least from node to node) is not
1774          * possible.
1775          */
1776         if (vma->vm_file &&
1777                 gfp_zone(mapping_gfp_mask(vma->vm_file->f_mapping))
1778                         < policy_zone)
1779                 return false;
1780         return true;
1781 }
1782
1783 struct mempolicy *__get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1784                                                 unsigned long addr)
1785 {
1786         struct mempolicy *pol = NULL;
1787
1788         if (vma) {
1789                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1790                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
1791                 } else if (vma->vm_policy) {
1792                         pol = vma->vm_policy;
1793
1794                         /*
1795                          * shmem_alloc_page() passes MPOL_F_SHARED policy with
1796                          * a pseudo vma whose vma->vm_ops=NULL. Take a reference
1797                          * count on these policies which will be dropped by
1798                          * mpol_cond_put() later
1799                          */
1800                         if (mpol_needs_cond_ref(pol))
1801                                 mpol_get(pol);
1802                 }
1803         }
1804
1805         return pol;
1806 }
1807
1808 /*
1809  * get_vma_policy(@vma, @addr)
1810  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
1811  * @addr: address in @vma for shared policy lookup
1812  *
1813  * Returns effective policy for a VMA at specified address.
1814  * Falls back to current->mempolicy or system default policy, as necessary.
1815  * Shared policies [those marked as MPOL_F_SHARED] require an extra reference
1816  * count--added by the get_policy() vm_op, as appropriate--to protect against
1817  * freeing by another task.  It is the caller's responsibility to free the
1818  * extra reference for shared policies.
1819  */
1820 static struct mempolicy *get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1821                                                 unsigned long addr)
1822 {
1823         struct mempolicy *pol = __get_vma_policy(vma, addr);
1824
1825         if (!pol)
1826                 pol = get_task_policy(current);
1827
1828         return pol;
1829 }
1830
1831 bool vma_policy_mof(struct vm_area_struct *vma)
1832 {
1833         struct mempolicy *pol;
1834
1835         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1836                 bool ret = false;
1837
1838                 pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, vma->vm_start);
1839                 if (pol && (pol->flags & MPOL_F_MOF))
1840                         ret = true;
1841                 mpol_cond_put(pol);
1842
1843                 return ret;
1844         }
1845
1846         pol = vma->vm_policy;
1847         if (!pol)
1848                 pol = get_task_policy(current);
1849
1850         return pol->flags & MPOL_F_MOF;
1851 }
1852
1853 static int apply_policy_zone(struct mempolicy *policy, enum zone_type zone)
1854 {
1855         enum zone_type dynamic_policy_zone = policy_zone;
1856
1857         BUG_ON(dynamic_policy_zone == ZONE_MOVABLE);
1858
1859         /*
1860          * if policy->nodes has movable memory only,
1861          * we apply policy when gfp_zone(gfp) = ZONE_MOVABLE only.
1862          *
1863          * policy->nodes is intersect with node_states[N_MEMORY].
1864          * so if the following test fails, it implies
1865          * policy->nodes has movable memory only.
1866          */
1867         if (!nodes_intersects(policy->nodes, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
1868                 dynamic_policy_zone = ZONE_MOVABLE;
1869
1870         return zone >= dynamic_policy_zone;
1871 }
1872
1873 /*
1874  * Return a nodemask representing a mempolicy for filtering nodes for
1875  * page allocation
1876  */
1877 nodemask_t *policy_nodemask(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1878 {
1879         int mode = policy->mode;
1880
1881         /* Lower zones don't get a nodemask applied for MPOL_BIND */
1882         if (unlikely(mode == MPOL_BIND) &&
1883                 apply_policy_zone(policy, gfp_zone(gfp)) &&
1884                 cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(&policy->nodes))
1885                 return &policy->nodes;
1886
1887         if (mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
1888                 return &policy->nodes;
1889
1890         return NULL;
1891 }
1892
1893 /*
1894  * Return the  preferred node id for 'prefer' mempolicy, and return
1895  * the given id for all other policies.
1896  *
1897  * policy_node() is always coupled with policy_nodemask(), which
1898  * secures the nodemask limit for 'bind' and 'prefer-many' policy.
1899  */
1900 static int policy_node(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy, int nd)
1901 {
1902         if (policy->mode == MPOL_PREFERRED) {
1903                 nd = first_node(policy->nodes);
1904         } else {
1905                 /*
1906                  * __GFP_THISNODE shouldn't even be used with the bind policy
1907                  * because we might easily break the expectation to stay on the
1908                  * requested node and not break the policy.
1909                  */
1910                 WARN_ON_ONCE(policy->mode == MPOL_BIND && (gfp & __GFP_THISNODE));
1911         }
1912
1913         return nd;
1914 }
1915
1916 /* Do dynamic interleaving for a process */
1917 static unsigned interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
1918 {
1919         unsigned next;
1920         struct task_struct *me = current;
1921
1922         next = next_node_in(me->il_prev, policy->nodes);
1923         if (next < MAX_NUMNODES)
1924                 me->il_prev = next;
1925         return next;
1926 }
1927
1928 /*
1929  * Depending on the memory policy provide a node from which to allocate the
1930  * next slab entry.
1931  */
1932 unsigned int mempolicy_slab_node(void)
1933 {
1934         struct mempolicy *policy;
1935         int node = numa_mem_id();
1936
1937         if (!in_task())
1938                 return node;
1939
1940         policy = current->mempolicy;
1941         if (!policy)
1942                 return node;
1943
1944         switch (policy->mode) {
1945         case MPOL_PREFERRED:
1946                 return first_node(policy->nodes);
1947
1948         case MPOL_INTERLEAVE:
1949                 return interleave_nodes(policy);
1950
1951         case MPOL_BIND:
1952         case MPOL_PREFERRED_MANY:
1953         {
1954                 struct zoneref *z;
1955
1956                 /*
1957                  * Follow bind policy behavior and start allocation at the
1958                  * first node.
1959                  */
1960                 struct zonelist *zonelist;
1961                 enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(GFP_KERNEL);
1962                 zonelist = &NODE_DATA(node)->node_zonelists[ZONELIST_FALLBACK];
1963                 z = first_zones_zonelist(zonelist, highest_zoneidx,
1964                                                         &policy->nodes);
1965                 return z->zone ? zone_to_nid(z->zone) : node;
1966         }
1967         case MPOL_LOCAL:
1968                 return node;
1969
1970         default:
1971                 BUG();
1972         }
1973 }
1974
1975 /*
1976  * Do static interleaving for a VMA with known offset @n.  Returns the n'th
1977  * node in pol->nodes (starting from n=0), wrapping around if n exceeds the
1978  * number of present nodes.
1979  */
1980 static unsigned offset_il_node(struct mempolicy *pol, unsigned long n)
1981 {
1982         unsigned nnodes = nodes_weight(pol->nodes);
1983         unsigned target;
1984         int i;
1985         int nid;
1986
1987         if (!nnodes)
1988                 return numa_node_id();
1989         target = (unsigned int)n % nnodes;
1990         nid = first_node(pol->nodes);
1991         for (i = 0; i < target; i++)
1992                 nid = next_node(nid, pol->nodes);
1993         return nid;
1994 }
1995
1996 /* Determine a node number for interleave */
1997 static inline unsigned interleave_nid(struct mempolicy *pol,
1998                  struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, int shift)
1999 {
2000         if (vma) {
2001                 unsigned long off;
2002
2003                 /*
2004                  * for small pages, there is no difference between
2005                  * shift and PAGE_SHIFT, so the bit-shift is safe.
2006                  * for huge pages, since vm_pgoff is in units of small
2007                  * pages, we need to shift off the always 0 bits to get
2008                  * a useful offset.
2009                  */
2010                 BUG_ON(shift < PAGE_SHIFT);
2011                 off = vma->vm_pgoff >> (shift - PAGE_SHIFT);
2012                 off += (addr - vma->vm_start) >> shift;
2013                 return offset_il_node(pol, off);
2014         } else
2015                 return interleave_nodes(pol);
2016 }
2017
2018 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
2019 /*
2020  * huge_node(@vma, @addr, @gfp_flags, @mpol)
2021  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
2022  * @addr: address in @vma for shared policy lookup and interleave policy
2023  * @gfp_flags: for requested zone
2024  * @mpol: pointer to mempolicy pointer for reference counted mempolicy
2025  * @nodemask: pointer to nodemask pointer for 'bind' and 'prefer-many' policy
2026  *
2027  * Returns a nid suitable for a huge page allocation and a pointer
2028  * to the struct mempolicy for conditional unref after allocation.
2029  * If the effective policy is 'bind' or 'prefer-many', returns a pointer
2030  * to the mempolicy's @nodemask for filtering the zonelist.
2031  *
2032  * Must be protected by read_mems_allowed_begin()
2033  */
2034 int huge_node(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, gfp_t gfp_flags,
2035                                 struct mempolicy **mpol, nodemask_t **nodemask)
2036 {
2037         int nid;
2038         int mode;
2039
2040         *mpol = get_vma_policy(vma, addr);
2041         *nodemask = NULL;
2042         mode = (*mpol)->mode;
2043
2044         if (unlikely(mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
2045                 nid = interleave_nid(*mpol, vma, addr,
2046                                         huge_page_shift(hstate_vma(vma)));
2047         } else {
2048                 nid = policy_node(gfp_flags, *mpol, numa_node_id());
2049                 if (mode == MPOL_BIND || mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
2050                         *nodemask = &(*mpol)->nodes;
2051         }
2052         return nid;
2053 }
2054
2055 /*
2056  * init_nodemask_of_mempolicy
2057  *
2058  * If the current task's mempolicy is "default" [NULL], return 'false'
2059  * to indicate default policy.  Otherwise, extract the policy nodemask
2060  * for 'bind' or 'interleave' policy into the argument nodemask, or
2061  * initialize the argument nodemask to contain the single node for
2062  * 'preferred' or 'local' policy and return 'true' to indicate presence
2063  * of non-default mempolicy.
2064  *
2065  * We don't bother with reference counting the mempolicy [mpol_get/put]
2066  * because the current task is examining it's own mempolicy and a task's
2067  * mempolicy is only ever changed by the task itself.
2068  *
2069  * N.B., it is the caller's responsibility to free a returned nodemask.
2070  */
2071 bool init_nodemask_of_mempolicy(nodemask_t *mask)
2072 {
2073         struct mempolicy *mempolicy;
2074
2075         if (!(mask && current->mempolicy))
2076                 return false;
2077
2078         task_lock(current);
2079         mempolicy = current->mempolicy;
2080         switch (mempolicy->mode) {
2081         case MPOL_PREFERRED:
2082         case MPOL_PREFERRED_MANY:
2083         case MPOL_BIND:
2084         case MPOL_INTERLEAVE:
2085                 *mask = mempolicy->nodes;
2086                 break;
2087
2088         case MPOL_LOCAL:
2089                 init_nodemask_of_node(mask, numa_node_id());
2090                 break;
2091
2092         default:
2093                 BUG();
2094         }
2095         task_unlock(current);
2096
2097         return true;
2098 }
2099 #endif
2100
2101 /*
2102  * mempolicy_in_oom_domain
2103  *
2104  * If tsk's mempolicy is "bind", check for intersection between mask and
2105  * the policy nodemask. Otherwise, return true for all other policies
2106  * including "interleave", as a tsk with "interleave" policy may have
2107  * memory allocated from all nodes in system.
2108  *
2109  * Takes task_lock(tsk) to prevent freeing of its mempolicy.
2110  */
2111 bool mempolicy_in_oom_domain(struct task_struct *tsk,
2112                                         const nodemask_t *mask)
2113 {
2114         struct mempolicy *mempolicy;
2115         bool ret = true;
2116
2117         if (!mask)
2118                 return ret;
2119
2120         task_lock(tsk);
2121         mempolicy = tsk->mempolicy;
2122         if (mempolicy && mempolicy->mode == MPOL_BIND)
2123                 ret = nodes_intersects(mempolicy->nodes, *mask);
2124         task_unlock(tsk);
2125
2126         return ret;
2127 }
2128
2129 /* Allocate a page in interleaved policy.
2130    Own path because it needs to do special accounting. */
2131 static struct page *alloc_page_interleave(gfp_t gfp, unsigned order,
2132                                         unsigned nid)
2133 {
2134         struct page *page;
2135
2136         page = __alloc_pages(gfp, order, nid, NULL);
2137         /* skip NUMA_INTERLEAVE_HIT counter update if numa stats is disabled */
2138         if (!static_branch_likely(&vm_numa_stat_key))
2139                 return page;
2140         if (page && page_to_nid(page) == nid) {
2141                 preempt_disable();
2142                 __count_numa_event(page_zone(page), NUMA_INTERLEAVE_HIT);
2143                 preempt_enable();
2144         }
2145         return page;
2146 }
2147
2148 static struct page *alloc_pages_preferred_many(gfp_t gfp, unsigned int order,
2149                                                 int nid, struct mempolicy *pol)
2150 {
2151         struct page *page;
2152         gfp_t preferred_gfp;
2153
2154         /*
2155          * This is a two pass approach. The first pass will only try the
2156          * preferred nodes but skip the direct reclaim and allow the
2157          * allocation to fail, while the second pass will try all the
2158          * nodes in system.
2159          */
2160         preferred_gfp = gfp | __GFP_NOWARN;
2161         preferred_gfp &= ~(__GFP_DIRECT_RECLAIM | __GFP_NOFAIL);
2162         page = __alloc_pages(preferred_gfp, order, nid, &pol->nodes);
2163         if (!page)
2164                 page = __alloc_pages(gfp, order, numa_node_id(), NULL);
2165
2166         return page;
2167 }
2168
2169 /**
2170  * alloc_pages_vma - Allocate a page for a VMA.
2171  * @gfp: GFP flags.
2172  * @order: Order of the GFP allocation.
2173  * @vma: Pointer to VMA or NULL if not available.
2174  * @addr: Virtual address of the allocation.  Must be inside @vma.
2175  * @node: Which node to prefer for allocation (modulo policy).
2176  * @hugepage: For hugepages try only the preferred node if possible.
2177  *
2178  * Allocate a page for a specific address in @vma, using the appropriate
2179  * NUMA policy.  When @vma is not NULL the caller must hold the mmap_lock
2180  * of the mm_struct of the VMA to prevent it from going away.  Should be
2181  * used for all allocations for pages that will be mapped into user space.
2182  *
2183  * Return: The page on success or NULL if allocation fails.
2184  */
2185 struct page *alloc_pages_vma(gfp_t gfp, int order, struct vm_area_struct *vma,
2186                 unsigned long addr, int node, bool hugepage)
2187 {
2188         struct mempolicy *pol;
2189         struct page *page;
2190         int preferred_nid;
2191         nodemask_t *nmask;
2192
2193         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2194
2195         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
2196                 unsigned nid;
2197
2198                 nid = interleave_nid(pol, vma, addr, PAGE_SHIFT + order);
2199                 mpol_cond_put(pol);
2200                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, nid);
2201                 goto out;
2202         }
2203
2204         if (pol->mode == MPOL_PREFERRED_MANY) {
2205                 page = alloc_pages_preferred_many(gfp, order, node, pol);
2206                 mpol_cond_put(pol);
2207                 goto out;
2208         }
2209
2210         if (unlikely(IS_ENABLED(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) && hugepage)) {
2211                 int hpage_node = node;
2212
2213                 /*
2214                  * For hugepage allocation and non-interleave policy which
2215                  * allows the current node (or other explicitly preferred
2216                  * node) we only try to allocate from the current/preferred
2217                  * node and don't fall back to other nodes, as the cost of
2218                  * remote accesses would likely offset THP benefits.
2219                  *
2220                  * If the policy is interleave or does not allow the current
2221                  * node in its nodemask, we allocate the standard way.
2222                  */
2223                 if (pol->mode == MPOL_PREFERRED)
2224                         hpage_node = first_node(pol->nodes);
2225
2226                 nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2227                 if (!nmask || node_isset(hpage_node, *nmask)) {
2228                         mpol_cond_put(pol);
2229                         /*
2230                          * First, try to allocate THP only on local node, but
2231                          * don't reclaim unnecessarily, just compact.
2232                          */
2233                         page = __alloc_pages_node(hpage_node,
2234                                 gfp | __GFP_THISNODE | __GFP_NORETRY, order);
2235
2236                         /*
2237                          * If hugepage allocations are configured to always
2238                          * synchronous compact or the vma has been madvised
2239                          * to prefer hugepage backing, retry allowing remote
2240                          * memory with both reclaim and compact as well.
2241                          */
2242                         if (!page && (gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM))
2243                                 page = __alloc_pages_node(hpage_node,
2244                                                                 gfp, order);
2245
2246                         goto out;
2247                 }
2248         }
2249
2250         nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2251         preferred_nid = policy_node(gfp, pol, node);
2252         page = __alloc_pages(gfp, order, preferred_nid, nmask);
2253         mpol_cond_put(pol);
2254 out:
2255         return page;
2256 }
2257 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_vma);
2258
2259 /**
2260  * alloc_pages - Allocate pages.
2261  * @gfp: GFP flags.
2262  * @order: Power of two of number of pages to allocate.
2263  *
2264  * Allocate 1 << @order contiguous pages.  The physical address of the
2265  * first page is naturally aligned (eg an order-3 allocation will be aligned
2266  * to a multiple of 8 * PAGE_SIZE bytes).  The NUMA policy of the current
2267  * process is honoured when in process context.
2268  *
2269  * Context: Can be called from any context, providing the appropriate GFP
2270  * flags are used.
2271  * Return: The page on success or NULL if allocation fails.
2272  */
2273 struct page *alloc_pages(gfp_t gfp, unsigned order)
2274 {
2275         struct mempolicy *pol = &default_policy;
2276         struct page *page;
2277
2278         if (!in_interrupt() && !(gfp & __GFP_THISNODE))
2279                 pol = get_task_policy(current);
2280
2281         /*
2282          * No reference counting needed for current->mempolicy
2283          * nor system default_policy
2284          */
2285         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
2286                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, interleave_nodes(pol));
2287         else if (pol->mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
2288                 page = alloc_pages_preferred_many(gfp, order,
2289                                 numa_node_id(), pol);
2290         else
2291                 page = __alloc_pages(gfp, order,
2292                                 policy_node(gfp, pol, numa_node_id()),
2293                                 policy_nodemask(gfp, pol));
2294
2295         return page;
2296 }
2297 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages);
2298
2299 int vma_dup_policy(struct vm_area_struct *src, struct vm_area_struct *dst)
2300 {
2301         struct mempolicy *pol = mpol_dup(vma_policy(src));
2302
2303         if (IS_ERR(pol))
2304                 return PTR_ERR(pol);
2305         dst->vm_policy = pol;
2306         return 0;
2307 }
2308
2309 /*
2310  * If mpol_dup() sees current->cpuset == cpuset_being_rebound, then it
2311  * rebinds the mempolicy its copying by calling mpol_rebind_policy()
2312  * with the mems_allowed returned by cpuset_mems_allowed().  This
2313  * keeps mempolicies cpuset relative after its cpuset moves.  See
2314  * further kernel/cpuset.c update_nodemask().
2315  *
2316  * current's mempolicy may be rebinded by the other task(the task that changes
2317  * cpuset's mems), so we needn't do rebind work for current task.
2318  */
2319
2320 /* Slow path of a mempolicy duplicate */
2321 struct mempolicy *__mpol_dup(struct mempolicy *old)
2322 {
2323         struct mempolicy *new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2324
2325         if (!new)
2326                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2327
2328         /* task's mempolicy is protected by alloc_lock */
2329         if (old == current->mempolicy) {
2330                 task_lock(current);
2331                 *new = *old;
2332                 task_unlock(current);
2333         } else
2334                 *new = *old;
2335
2336         if (current_cpuset_is_being_rebound()) {
2337                 nodemask_t mems = cpuset_mems_allowed(current);
2338                 mpol_rebind_policy(new, &mems);
2339         }
2340         atomic_set(&new->refcnt, 1);
2341         return new;
2342 }
2343
2344 /* Slow path of a mempolicy comparison */
2345 bool __mpol_equal(struct mempolicy *a, struct mempolicy *b)
2346 {
2347         if (!a || !b)
2348                 return false;
2349         if (a->mode != b->mode)
2350                 return false;
2351         if (a->flags != b->flags)
2352                 return false;
2353         if (mpol_store_user_nodemask(a))
2354                 if (!nodes_equal(a->w.user_nodemask, b->w.user_nodemask))
2355                         return false;
2356
2357         switch (a->mode) {
2358         case MPOL_BIND:
2359         case MPOL_INTERLEAVE:
2360         case MPOL_PREFERRED:
2361         case MPOL_PREFERRED_MANY:
2362                 return !!nodes_equal(a->nodes, b->nodes);
2363         case MPOL_LOCAL:
2364                 return true;
2365         default:
2366                 BUG();
2367                 return false;
2368         }
2369 }
2370
2371 /*
2372  * Shared memory backing store policy support.
2373  *
2374  * Remember policies even when nobody has shared memory mapped.
2375  * The policies are kept in Red-Black tree linked from the inode.
2376  * They are protected by the sp->lock rwlock, which should be held
2377  * for any accesses to the tree.
2378  */
2379
2380 /*
2381  * lookup first element intersecting start-end.  Caller holds sp->lock for
2382  * reading or for writing
2383  */
2384 static struct sp_node *
2385 sp_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long start, unsigned long end)
2386 {
2387         struct rb_node *n = sp->root.rb_node;
2388
2389         while (n) {
2390                 struct sp_node *p = rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2391
2392                 if (start >= p->end)
2393                         n = n->rb_right;
2394                 else if (end <= p->start)
2395                         n = n->rb_left;
2396                 else
2397                         break;
2398         }
2399         if (!n)
2400                 return NULL;
2401         for (;;) {
2402                 struct sp_node *w = NULL;
2403                 struct rb_node *prev = rb_prev(n);
2404                 if (!prev)
2405                         break;
2406                 w = rb_entry(prev, struct sp_node, nd);
2407                 if (w->end <= start)
2408                         break;
2409                 n = prev;
2410         }
2411         return rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2412 }
2413
2414 /*
2415  * Insert a new shared policy into the list.  Caller holds sp->lock for
2416  * writing.
2417  */
2418 static void sp_insert(struct shared_policy *sp, struct sp_node *new)
2419 {
2420         struct rb_node **p = &sp->root.rb_node;
2421         struct rb_node *parent = NULL;
2422         struct sp_node *nd;
2423
2424         while (*p) {
2425                 parent = *p;
2426                 nd = rb_entry(parent, struct sp_node, nd);
2427                 if (new->start < nd->start)
2428                         p = &(*p)->rb_left;
2429                 else if (new->end > nd->end)
2430                         p = &(*p)->rb_right;
2431                 else
2432                         BUG();
2433         }
2434         rb_link_node(&new->nd, parent, p);
2435         rb_insert_color(&new->nd, &sp->root);
2436         pr_debug("inserting %lx-%lx: %d\n", new->start, new->end,
2437                  new->policy ? new->policy->mode : 0);
2438 }
2439
2440 /* Find shared policy intersecting idx */
2441 struct mempolicy *
2442 mpol_shared_policy_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long idx)
2443 {
2444         struct mempolicy *pol = NULL;
2445         struct sp_node *sn;
2446
2447         if (!sp->root.rb_node)
2448                 return NULL;
2449         read_lock(&sp->lock);
2450         sn = sp_lookup(sp, idx, idx+1);
2451         if (sn) {
2452                 mpol_get(sn->policy);
2453                 pol = sn->policy;
2454         }
2455         read_unlock(&sp->lock);
2456         return pol;
2457 }
2458
2459 static void sp_free(struct sp_node *n)
2460 {
2461         mpol_put(n->policy);
2462         kmem_cache_free(sn_cache, n);
2463 }
2464
2465 /**
2466  * mpol_misplaced - check whether current page node is valid in policy
2467  *
2468  * @page: page to be checked
2469  * @vma: vm area where page mapped
2470  * @addr: virtual address where page mapped
2471  *
2472  * Lookup current policy node id for vma,addr and "compare to" page's
2473  * node id.  Policy determination "mimics" alloc_page_vma().
2474  * Called from fault path where we know the vma and faulting address.
2475  *
2476  * Return: NUMA_NO_NODE if the page is in a node that is valid for this
2477  * policy, or a suitable node ID to allocate a replacement page from.
2478  */
2479 int mpol_misplaced(struct page *page, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
2480 {
2481         struct mempolicy *pol;
2482         struct zoneref *z;
2483         int curnid = page_to_nid(page);
2484         unsigned long pgoff;
2485         int thiscpu = raw_smp_processor_id();
2486         int thisnid = cpu_to_node(thiscpu);
2487         int polnid = NUMA_NO_NODE;
2488         int ret = NUMA_NO_NODE;
2489
2490         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2491         if (!(pol->flags & MPOL_F_MOF))
2492                 goto out;
2493
2494         switch (pol->mode) {
2495         case MPOL_INTERLEAVE:
2496                 pgoff = vma->vm_pgoff;
2497                 pgoff += (addr - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2498                 polnid = offset_il_node(pol, pgoff);
2499                 break;
2500
2501         case MPOL_PREFERRED:
2502                 if (node_isset(curnid, pol->nodes))
2503                         goto out;
2504                 polnid = first_node(pol->nodes);
2505                 break;
2506
2507         case MPOL_LOCAL:
2508                 polnid = numa_node_id();
2509                 break;
2510
2511         case MPOL_BIND:
2512                 /* Optimize placement among multiple nodes via NUMA balancing */
2513                 if (pol->flags & MPOL_F_MORON) {
2514                         if (node_isset(thisnid, pol->nodes))
2515                                 break;
2516                         goto out;
2517                 }
2518                 fallthrough;
2519
2520         case MPOL_PREFERRED_MANY:
2521                 /*
2522                  * use current page if in policy nodemask,
2523                  * else select nearest allowed node, if any.
2524                  * If no allowed nodes, use current [!misplaced].
2525                  */
2526                 if (node_isset(curnid, pol->nodes))
2527                         goto out;
2528                 z = first_zones_zonelist(
2529                                 node_zonelist(numa_node_id(), GFP_HIGHUSER),
2530                                 gfp_zone(GFP_HIGHUSER),
2531                                 &pol->nodes);
2532                 polnid = zone_to_nid(z->zone);
2533                 break;
2534
2535         default:
2536                 BUG();
2537         }
2538
2539         /* Migrate the page towards the node whose CPU is referencing it */
2540         if (pol->flags & MPOL_F_MORON) {
2541                 polnid = thisnid;
2542
2543                 if (!should_numa_migrate_memory(current, page, curnid, thiscpu))
2544                         goto out;
2545         }
2546
2547         if (curnid != polnid)
2548                 ret = polnid;
2549 out:
2550         mpol_cond_put(pol);
2551
2552         return ret;
2553 }
2554
2555 /*
2556  * Drop the (possibly final) reference to task->mempolicy.  It needs to be
2557  * dropped after task->mempolicy is set to NULL so that any allocation done as
2558  * part of its kmem_cache_free(), such as by KASAN, doesn't reference a freed
2559  * policy.
2560  */
2561 void mpol_put_task_policy(struct task_struct *task)
2562 {
2563         struct mempolicy *pol;
2564
2565         task_lock(task);
2566         pol = task->mempolicy;
2567         task->mempolicy = NULL;
2568         task_unlock(task);
2569         mpol_put(pol);
2570 }
2571
2572 static void sp_delete(struct shared_policy *sp, struct sp_node *n)
2573 {
2574         pr_debug("deleting %lx-l%lx\n", n->start, n->end);
2575         rb_erase(&n->nd, &sp->root);
2576         sp_free(n);
2577 }
2578
2579 static void sp_node_init(struct sp_node *node, unsigned long start,
2580                         unsigned long end, struct mempolicy *pol)
2581 {
2582         node->start = start;
2583         node->end = end;
2584         node->policy = pol;
2585 }
2586
2587 static struct sp_node *sp_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
2588                                 struct mempolicy *pol)
2589 {
2590         struct sp_node *n;
2591         struct mempolicy *newpol;
2592
2593         n = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2594         if (!n)
2595                 return NULL;
2596
2597         newpol = mpol_dup(pol);
2598         if (IS_ERR(newpol)) {
2599                 kmem_cache_free(sn_cache, n);
2600                 return NULL;
2601         }
2602         newpol->flags |= MPOL_F_SHARED;
2603         sp_node_init(n, start, end, newpol);
2604
2605         return n;
2606 }
2607
2608 /* Replace a policy range. */
2609 static int shared_policy_replace(struct shared_policy *sp, unsigned long start,
2610                                  unsigned long end, struct sp_node *new)
2611 {
2612         struct sp_node *n;
2613         struct sp_node *n_new = NULL;
2614         struct mempolicy *mpol_new = NULL;
2615         int ret = 0;
2616
2617 restart:
2618         write_lock(&sp->lock);
2619         n = sp_lookup(sp, start, end);
2620         /* Take care of old policies in the same range. */
2621         while (n && n->start < end) {
2622                 struct rb_node *next = rb_next(&n->nd);
2623                 if (n->start >= start) {
2624                         if (n->end <= end)
2625                                 sp_delete(sp, n);
2626                         else
2627                                 n->start = end;
2628                 } else {
2629                         /* Old policy spanning whole new range. */
2630                         if (n->end > end) {
2631                                 if (!n_new)
2632                                         goto alloc_new;
2633
2634                                 *mpol_new = *n->policy;
2635                                 atomic_set(&mpol_new->refcnt, 1);
2636                                 sp_node_init(n_new, end, n->end, mpol_new);
2637                                 n->end = start;
2638                                 sp_insert(sp, n_new);
2639                                 n_new = NULL;
2640                                 mpol_new = NULL;
2641                                 break;
2642                         } else
2643                                 n->end = start;
2644                 }
2645                 if (!next)
2646                         break;
2647                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2648         }
2649         if (new)
2650                 sp_insert(sp, new);
2651         write_unlock(&sp->lock);
2652         ret = 0;
2653
2654 err_out:
2655         if (mpol_new)
2656                 mpol_put(mpol_new);
2657         if (n_new)
2658                 kmem_cache_free(sn_cache, n_new);
2659
2660         return ret;
2661
2662 alloc_new:
2663         write_unlock(&sp->lock);
2664         ret = -ENOMEM;
2665         n_new = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2666         if (!n_new)
2667                 goto err_out;
2668         mpol_new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2669         if (!mpol_new)
2670                 goto err_out;
2671         goto restart;
2672 }
2673
2674 /**
2675  * mpol_shared_policy_init - initialize shared policy for inode
2676  * @sp: pointer to inode shared policy
2677  * @mpol:  struct mempolicy to install
2678  *
2679  * Install non-NULL @mpol in inode's shared policy rb-tree.
2680  * On entry, the current task has a reference on a non-NULL @mpol.
2681  * This must be released on exit.
2682  * This is called at get_inode() calls and we can use GFP_KERNEL.
2683  */
2684 void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *sp, struct mempolicy *mpol)
2685 {
2686         int ret;
2687
2688         sp->root = RB_ROOT;             /* empty tree == default mempolicy */
2689         rwlock_init(&sp->lock);
2690
2691         if (mpol) {
2692                 struct vm_area_struct pvma;
2693                 struct mempolicy *new;
2694                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2695
2696                 if (!scratch)
2697                         goto put_mpol;
2698                 /* contextualize the tmpfs mount point mempolicy */
2699                 new = mpol_new(mpol->mode, mpol->flags, &mpol->w.user_nodemask);
2700                 if (IS_ERR(new))
2701                         goto free_scratch; /* no valid nodemask intersection */
2702
2703                 task_lock(current);
2704                 ret = mpol_set_nodemask(new, &mpol->w.user_nodemask, scratch);
2705                 task_unlock(current);
2706                 if (ret)
2707                         goto put_new;
2708
2709                 /* Create pseudo-vma that contains just the policy */
2710                 vma_init(&pvma, NULL);
2711                 pvma.vm_end = TASK_SIZE;        /* policy covers entire file */
2712                 mpol_set_shared_policy(sp, &pvma, new); /* adds ref */
2713
2714 put_new:
2715                 mpol_put(new);                  /* drop initial ref */
2716 free_scratch:
2717                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2718 put_mpol:
2719                 mpol_put(mpol); /* drop our incoming ref on sb mpol */
2720         }
2721 }
2722
2723 int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *info,
2724                         struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *npol)
2725 {
2726         int err;
2727         struct sp_node *new = NULL;
2728         unsigned long sz = vma_pages(vma);
2729
2730         pr_debug("set_shared_policy %lx sz %lu %d %d %lx\n",
2731                  vma->vm_pgoff,
2732                  sz, npol ? npol->mode : -1,
2733                  npol ? npol->flags : -1,
2734                  npol ? nodes_addr(npol->nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
2735
2736         if (npol) {
2737                 new = sp_alloc(vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, npol);
2738                 if (!new)
2739                         return -ENOMEM;
2740         }
2741         err = shared_policy_replace(info, vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff+sz, new);
2742         if (err && new)
2743                 sp_free(new);
2744         return err;
2745 }
2746
2747 /* Free a backing policy store on inode delete. */
2748 void mpol_free_shared_policy(struct shared_policy *p)
2749 {
2750         struct sp_node *n;
2751         struct rb_node *next;
2752
2753         if (!p->root.rb_node)
2754                 return;
2755         write_lock(&p->lock);
2756         next = rb_first(&p->root);
2757         while (next) {
2758                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2759                 next = rb_next(&n->nd);
2760                 sp_delete(p, n);
2761         }
2762         write_unlock(&p->lock);
2763 }
2764
2765 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2766 static int __initdata numabalancing_override;
2767
2768 static void __init check_numabalancing_enable(void)
2769 {
2770         bool numabalancing_default = false;
2771
2772         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA_BALANCING_DEFAULT_ENABLED))
2773                 numabalancing_default = true;
2774
2775         /* Parsed by setup_numabalancing. override == 1 enables, -1 disables */
2776         if (numabalancing_override)
2777                 set_numabalancing_state(numabalancing_override == 1);
2778
2779         if (num_online_nodes() > 1 && !numabalancing_override) {
2780                 pr_info("%s automatic NUMA balancing. Configure with numa_balancing= or the kernel.numa_balancing sysctl\n",
2781                         numabalancing_default ? "Enabling" : "Disabling");
2782                 set_numabalancing_state(numabalancing_default);
2783         }
2784 }
2785
2786 static int __init setup_numabalancing(char *str)
2787 {
2788         int ret = 0;
2789         if (!str)
2790                 goto out;
2791
2792         if (!strcmp(str, "enable")) {
2793                 numabalancing_override = 1;
2794                 ret = 1;
2795         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2796                 numabalancing_override = -1;
2797                 ret = 1;
2798         }
2799 out:
2800         if (!ret)
2801                 pr_warn("Unable to parse numa_balancing=\n");
2802
2803         return ret;
2804 }
2805 __setup("numa_balancing=", setup_numabalancing);
2806 #else
2807 static inline void __init check_numabalancing_enable(void)
2808 {
2809 }
2810 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2811
2812 /* assumes fs == KERNEL_DS */
2813 void __init numa_policy_init(void)
2814 {
2815         nodemask_t interleave_nodes;
2816         unsigned long largest = 0;
2817         int nid, prefer = 0;
2818
2819         policy_cache = kmem_cache_create("numa_policy",
2820                                          sizeof(struct mempolicy),
2821                                          0, SLAB_PANIC, NULL);
2822
2823         sn_cache = kmem_cache_create("shared_policy_node",
2824                                      sizeof(struct sp_node),
2825                                      0, SLAB_PANIC, NULL);
2826
2827         for_each_node(nid) {
2828                 preferred_node_policy[nid] = (struct mempolicy) {
2829                         .refcnt = ATOMIC_INIT(1),
2830                         .mode = MPOL_PREFERRED,
2831                         .flags = MPOL_F_MOF | MPOL_F_MORON,
2832                         .nodes = nodemask_of_node(nid),
2833                 };
2834         }
2835
2836         /*
2837          * Set interleaving policy for system init. Interleaving is only
2838          * enabled across suitably sized nodes (default is >= 16MB), or
2839          * fall back to the largest node if they're all smaller.
2840          */
2841         nodes_clear(interleave_nodes);
2842         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
2843                 unsigned long total_pages = node_present_pages(nid);
2844
2845                 /* Preserve the largest node */
2846                 if (largest < total_pages) {
2847                         largest = total_pages;
2848                         prefer = nid;
2849                 }
2850
2851                 /* Interleave this node? */
2852                 if ((total_pages << PAGE_SHIFT) >= (16 << 20))
2853                         node_set(nid, interleave_nodes);
2854         }
2855
2856         /* All too small, use the largest */
2857         if (unlikely(nodes_empty(interleave_nodes)))
2858                 node_set(prefer, interleave_nodes);
2859
2860         if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, 0, &interleave_nodes))
2861                 pr_err("%s: interleaving failed\n", __func__);
2862
2863         check_numabalancing_enable();
2864 }
2865
2866 /* Reset policy of current process to default */
2867 void numa_default_policy(void)
2868 {
2869         do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, 0, NULL);
2870 }
2871
2872 /*
2873  * Parse and format mempolicy from/to strings
2874  */
2875
2876 static const char * const policy_modes[] =
2877 {
2878         [MPOL_DEFAULT]    = "default",
2879         [MPOL_PREFERRED]  = "prefer",
2880         [MPOL_BIND]       = "bind",
2881         [MPOL_INTERLEAVE] = "interleave",
2882         [MPOL_LOCAL]      = "local",
2883         [MPOL_PREFERRED_MANY]  = "prefer (many)",
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                 break;
2955         case MPOL_DEFAULT:
2956                 /*
2957                  * Insist on a empty nodelist
2958                  */
2959                 if (!nodelist)
2960                         err = 0;
2961                 goto out;
2962         case MPOL_PREFERRED_MANY:
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->nodes = nodes;
2995         } else if (nodelist) {
2996                 nodes_clear(new->nodes);
2997                 node_set(first_node(nodes), new->nodes);
2998         } else {
2999                 new->mode = MPOL_LOCAL;
3000         }
3001
3002         /*
3003          * Save nodes for contextualization: this will be used to "clone"
3004          * the mempolicy in a specific context [cpuset] at a later time.
3005          */
3006         new->w.user_nodemask = nodes;
3007
3008         err = 0;
3009
3010 out:
3011         /* Restore string for error message */
3012         if (nodelist)
3013                 *--nodelist = ':';
3014         if (flags)
3015                 *--flags = '=';
3016         if (!err)
3017                 *mpol = new;
3018         return err;
3019 }
3020 #endif /* CONFIG_TMPFS */
3021
3022 /**
3023  * mpol_to_str - format a mempolicy structure for printing
3024  * @buffer:  to contain formatted mempolicy string
3025  * @maxlen:  length of @buffer
3026  * @pol:  pointer to mempolicy to be formatted
3027  *
3028  * Convert @pol into a string.  If @buffer is too short, truncate the string.
3029  * Recommend a @maxlen of at least 32 for the longest mode, "interleave", the
3030  * longest flag, "relative", and to display at least a few node ids.
3031  */
3032 void mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol)
3033 {
3034         char *p = buffer;
3035         nodemask_t nodes = NODE_MASK_NONE;
3036         unsigned short mode = MPOL_DEFAULT;
3037         unsigned short flags = 0;
3038
3039         if (pol && pol != &default_policy && !(pol->flags & MPOL_F_MORON)) {
3040                 mode = pol->mode;
3041                 flags = pol->flags;
3042         }
3043
3044         switch (mode) {
3045         case MPOL_DEFAULT:
3046         case MPOL_LOCAL:
3047                 break;
3048         case MPOL_PREFERRED:
3049         case MPOL_PREFERRED_MANY:
3050         case MPOL_BIND:
3051         case MPOL_INTERLEAVE:
3052                 nodes = pol->nodes;
3053                 break;
3054         default:
3055                 WARN_ON_ONCE(1);
3056                 snprintf(p, maxlen, "unknown");
3057                 return;
3058         }
3059
3060         p += snprintf(p, maxlen, "%s", policy_modes[mode]);
3061
3062         if (flags & MPOL_MODE_FLAGS) {
3063                 p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "=");
3064
3065                 /*
3066                  * Currently, the only defined flags are mutually exclusive
3067                  */
3068                 if (flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
3069                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "static");
3070                 else if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
3071                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "relative");
3072         }
3073
3074         if (!nodes_empty(nodes))
3075                 p += scnprintf(p, buffer + maxlen - p, ":%*pbl",
3076                                nodemask_pr_args(&nodes));
3077 }
3078
3079 bool numa_demotion_enabled = false;
3080
3081 #ifdef CONFIG_SYSFS
3082 static ssize_t numa_demotion_enabled_show(struct kobject *kobj,
3083                                           struct kobj_attribute *attr, char *buf)
3084 {
3085         return sysfs_emit(buf, "%s\n",
3086                           numa_demotion_enabled? "true" : "false");
3087 }
3088
3089 static ssize_t numa_demotion_enabled_store(struct kobject *kobj,
3090                                            struct kobj_attribute *attr,
3091                                            const char *buf, size_t count)
3092 {
3093         if (!strncmp(buf, "true", 4) || !strncmp(buf, "1", 1))
3094                 numa_demotion_enabled = true;
3095         else if (!strncmp(buf, "false", 5) || !strncmp(buf, "0", 1))
3096                 numa_demotion_enabled = false;
3097         else
3098                 return -EINVAL;
3099
3100         return count;
3101 }
3102
3103 static struct kobj_attribute numa_demotion_enabled_attr =
3104         __ATTR(demotion_enabled, 0644, numa_demotion_enabled_show,
3105                numa_demotion_enabled_store);
3106
3107 static struct attribute *numa_attrs[] = {
3108         &numa_demotion_enabled_attr.attr,
3109         NULL,
3110 };
3111
3112 static const struct attribute_group numa_attr_group = {
3113         .attrs = numa_attrs,
3114 };
3115
3116 static int __init numa_init_sysfs(void)
3117 {
3118         int err;
3119         struct kobject *numa_kobj;
3120
3121         numa_kobj = kobject_create_and_add("numa", mm_kobj);
3122         if (!numa_kobj) {
3123                 pr_err("failed to create numa kobject\n");
3124                 return -ENOMEM;
3125         }
3126         err = sysfs_create_group(numa_kobj, &numa_attr_group);
3127         if (err) {
3128                 pr_err("failed to register numa group\n");
3129                 goto delete_obj;
3130         }
3131         return 0;
3132
3133 delete_obj:
3134         kobject_put(numa_kobj);
3135         return err;
3136 }
3137 subsys_initcall(numa_init_sysfs);
3138 #endif