Merge tag 'asoc-v5.19' of https://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/broonie...
[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  * Return: this @node if it is online, otherwise the closest node by distance
139  */
140 int numa_map_to_online_node(int node)
141 {
142         int min_dist = INT_MAX, dist, n, min_node;
143
144         if (node == NUMA_NO_NODE || node_online(node))
145                 return node;
146
147         min_node = node;
148         for_each_online_node(n) {
149                 dist = node_distance(node, n);
150                 if (dist < min_dist) {
151                         min_dist = dist;
152                         min_node = n;
153                 }
154         }
155
156         return min_node;
157 }
158 EXPORT_SYMBOL_GPL(numa_map_to_online_node);
159
160 struct mempolicy *get_task_policy(struct task_struct *p)
161 {
162         struct mempolicy *pol = p->mempolicy;
163         int node;
164
165         if (pol)
166                 return pol;
167
168         node = numa_node_id();
169         if (node != NUMA_NO_NODE) {
170                 pol = &preferred_node_policy[node];
171                 /* preferred_node_policy is not initialised early in boot */
172                 if (pol->mode)
173                         return pol;
174         }
175
176         return &default_policy;
177 }
178
179 static const struct mempolicy_operations {
180         int (*create)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
181         void (*rebind)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
182 } mpol_ops[MPOL_MAX];
183
184 static inline int mpol_store_user_nodemask(const struct mempolicy *pol)
185 {
186         return pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS;
187 }
188
189 static void mpol_relative_nodemask(nodemask_t *ret, const nodemask_t *orig,
190                                    const nodemask_t *rel)
191 {
192         nodemask_t tmp;
193         nodes_fold(tmp, *orig, nodes_weight(*rel));
194         nodes_onto(*ret, tmp, *rel);
195 }
196
197 static int mpol_new_nodemask(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
198 {
199         if (nodes_empty(*nodes))
200                 return -EINVAL;
201         pol->nodes = *nodes;
202         return 0;
203 }
204
205 static int mpol_new_preferred(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
206 {
207         if (nodes_empty(*nodes))
208                 return -EINVAL;
209
210         nodes_clear(pol->nodes);
211         node_set(first_node(*nodes), pol->nodes);
212         return 0;
213 }
214
215 /*
216  * mpol_set_nodemask is called after mpol_new() to set up the nodemask, if
217  * any, for the new policy.  mpol_new() has already validated the nodes
218  * parameter with respect to the policy mode and flags.
219  *
220  * Must be called holding task's alloc_lock to protect task's mems_allowed
221  * and mempolicy.  May also be called holding the mmap_lock for write.
222  */
223 static int mpol_set_nodemask(struct mempolicy *pol,
224                      const nodemask_t *nodes, struct nodemask_scratch *nsc)
225 {
226         int ret;
227
228         /*
229          * Default (pol==NULL) resp. local memory policies are not a
230          * subject of any remapping. They also do not need any special
231          * constructor.
232          */
233         if (!pol || pol->mode == MPOL_LOCAL)
234                 return 0;
235
236         /* Check N_MEMORY */
237         nodes_and(nsc->mask1,
238                   cpuset_current_mems_allowed, node_states[N_MEMORY]);
239
240         VM_BUG_ON(!nodes);
241
242         if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
243                 mpol_relative_nodemask(&nsc->mask2, nodes, &nsc->mask1);
244         else
245                 nodes_and(nsc->mask2, *nodes, nsc->mask1);
246
247         if (mpol_store_user_nodemask(pol))
248                 pol->w.user_nodemask = *nodes;
249         else
250                 pol->w.cpuset_mems_allowed = cpuset_current_mems_allowed;
251
252         ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, &nsc->mask2);
253         return ret;
254 }
255
256 /*
257  * This function just creates a new policy, does some check and simple
258  * initialization. You must invoke mpol_set_nodemask() to set nodes.
259  */
260 static struct mempolicy *mpol_new(unsigned short mode, unsigned short flags,
261                                   nodemask_t *nodes)
262 {
263         struct mempolicy *policy;
264
265         pr_debug("setting mode %d flags %d nodes[0] %lx\n",
266                  mode, flags, nodes ? nodes_addr(*nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
267
268         if (mode == MPOL_DEFAULT) {
269                 if (nodes && !nodes_empty(*nodes))
270                         return ERR_PTR(-EINVAL);
271                 return NULL;
272         }
273         VM_BUG_ON(!nodes);
274
275         /*
276          * MPOL_PREFERRED cannot be used with MPOL_F_STATIC_NODES or
277          * MPOL_F_RELATIVE_NODES if the nodemask is empty (local allocation).
278          * All other modes require a valid pointer to a non-empty nodemask.
279          */
280         if (mode == MPOL_PREFERRED) {
281                 if (nodes_empty(*nodes)) {
282                         if (((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
283                              (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)))
284                                 return ERR_PTR(-EINVAL);
285
286                         mode = MPOL_LOCAL;
287                 }
288         } else if (mode == MPOL_LOCAL) {
289                 if (!nodes_empty(*nodes) ||
290                     (flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
291                     (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
292                         return ERR_PTR(-EINVAL);
293         } else if (nodes_empty(*nodes))
294                 return ERR_PTR(-EINVAL);
295         policy = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
296         if (!policy)
297                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
298         atomic_set(&policy->refcnt, 1);
299         policy->mode = mode;
300         policy->flags = flags;
301         policy->home_node = NUMA_NO_NODE;
302
303         return policy;
304 }
305
306 /* Slow path of a mpol destructor. */
307 void __mpol_put(struct mempolicy *p)
308 {
309         if (!atomic_dec_and_test(&p->refcnt))
310                 return;
311         kmem_cache_free(policy_cache, p);
312 }
313
314 static void mpol_rebind_default(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
315 {
316 }
317
318 static void mpol_rebind_nodemask(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
319 {
320         nodemask_t tmp;
321
322         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
323                 nodes_and(tmp, pol->w.user_nodemask, *nodes);
324         else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
325                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
326         else {
327                 nodes_remap(tmp, pol->nodes, pol->w.cpuset_mems_allowed,
328                                                                 *nodes);
329                 pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
330         }
331
332         if (nodes_empty(tmp))
333                 tmp = *nodes;
334
335         pol->nodes = tmp;
336 }
337
338 static void mpol_rebind_preferred(struct mempolicy *pol,
339                                                 const nodemask_t *nodes)
340 {
341         pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
342 }
343
344 /*
345  * mpol_rebind_policy - Migrate a policy to a different set of nodes
346  *
347  * Per-vma policies are protected by mmap_lock. Allocations using per-task
348  * policies are protected by task->mems_allowed_seq to prevent a premature
349  * OOM/allocation failure due to parallel nodemask modification.
350  */
351 static void mpol_rebind_policy(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *newmask)
352 {
353         if (!pol)
354                 return;
355         if (!mpol_store_user_nodemask(pol) &&
356             nodes_equal(pol->w.cpuset_mems_allowed, *newmask))
357                 return;
358
359         mpol_ops[pol->mode].rebind(pol, newmask);
360 }
361
362 /*
363  * Wrapper for mpol_rebind_policy() that just requires task
364  * pointer, and updates task mempolicy.
365  *
366  * Called with task's alloc_lock held.
367  */
368
369 void mpol_rebind_task(struct task_struct *tsk, const nodemask_t *new)
370 {
371         mpol_rebind_policy(tsk->mempolicy, new);
372 }
373
374 /*
375  * Rebind each vma in mm to new nodemask.
376  *
377  * Call holding a reference to mm.  Takes mm->mmap_lock during call.
378  */
379
380 void mpol_rebind_mm(struct mm_struct *mm, nodemask_t *new)
381 {
382         struct vm_area_struct *vma;
383
384         mmap_write_lock(mm);
385         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next)
386                 mpol_rebind_policy(vma->vm_policy, new);
387         mmap_write_unlock(mm);
388 }
389
390 static const struct mempolicy_operations mpol_ops[MPOL_MAX] = {
391         [MPOL_DEFAULT] = {
392                 .rebind = mpol_rebind_default,
393         },
394         [MPOL_INTERLEAVE] = {
395                 .create = mpol_new_nodemask,
396                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
397         },
398         [MPOL_PREFERRED] = {
399                 .create = mpol_new_preferred,
400                 .rebind = mpol_rebind_preferred,
401         },
402         [MPOL_BIND] = {
403                 .create = mpol_new_nodemask,
404                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
405         },
406         [MPOL_LOCAL] = {
407                 .rebind = mpol_rebind_default,
408         },
409         [MPOL_PREFERRED_MANY] = {
410                 .create = mpol_new_nodemask,
411                 .rebind = mpol_rebind_preferred,
412         },
413 };
414
415 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
416                                 unsigned long flags);
417
418 struct queue_pages {
419         struct list_head *pagelist;
420         unsigned long flags;
421         nodemask_t *nmask;
422         unsigned long start;
423         unsigned long end;
424         struct vm_area_struct *first;
425 };
426
427 /*
428  * Check if the page's nid is in qp->nmask.
429  *
430  * If MPOL_MF_INVERT is set in qp->flags, check if the nid is
431  * in the invert of qp->nmask.
432  */
433 static inline bool queue_pages_required(struct page *page,
434                                         struct queue_pages *qp)
435 {
436         int nid = page_to_nid(page);
437         unsigned long flags = qp->flags;
438
439         return node_isset(nid, *qp->nmask) == !(flags & MPOL_MF_INVERT);
440 }
441
442 /*
443  * queue_pages_pmd() has four possible return values:
444  * 0 - pages are placed on the right node or queued successfully, or
445  *     special page is met, i.e. huge zero page.
446  * 1 - there is unmovable page, and MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
447  *     specified.
448  * 2 - THP was split.
449  * -EIO - is migration entry or only MPOL_MF_STRICT was specified and an
450  *        existing page was already on a node that does not follow the
451  *        policy.
452  */
453 static int queue_pages_pmd(pmd_t *pmd, spinlock_t *ptl, unsigned long addr,
454                                 unsigned long end, struct mm_walk *walk)
455         __releases(ptl)
456 {
457         int ret = 0;
458         struct page *page;
459         struct queue_pages *qp = walk->private;
460         unsigned long flags;
461
462         if (unlikely(is_pmd_migration_entry(*pmd))) {
463                 ret = -EIO;
464                 goto unlock;
465         }
466         page = pmd_page(*pmd);
467         if (is_huge_zero_page(page)) {
468                 spin_unlock(ptl);
469                 walk->action = ACTION_CONTINUE;
470                 goto out;
471         }
472         if (!queue_pages_required(page, qp))
473                 goto unlock;
474
475         flags = qp->flags;
476         /* go to thp migration */
477         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
478                 if (!vma_migratable(walk->vma) ||
479                     migrate_page_add(page, qp->pagelist, flags)) {
480                         ret = 1;
481                         goto unlock;
482                 }
483         } else
484                 ret = -EIO;
485 unlock:
486         spin_unlock(ptl);
487 out:
488         return ret;
489 }
490
491 /*
492  * Scan through pages checking if pages follow certain conditions,
493  * and move them to the pagelist if they do.
494  *
495  * queue_pages_pte_range() has three possible return values:
496  * 0 - pages are placed on the right node or queued successfully, or
497  *     special page is met, i.e. zero page.
498  * 1 - there is unmovable page, and MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
499  *     specified.
500  * -EIO - only MPOL_MF_STRICT was specified and an existing page was already
501  *        on a node that does not follow the policy.
502  */
503 static int queue_pages_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
504                         unsigned long end, struct mm_walk *walk)
505 {
506         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
507         struct page *page;
508         struct queue_pages *qp = walk->private;
509         unsigned long flags = qp->flags;
510         int ret;
511         bool has_unmovable = false;
512         pte_t *pte, *mapped_pte;
513         spinlock_t *ptl;
514
515         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
516         if (ptl) {
517                 ret = queue_pages_pmd(pmd, ptl, addr, end, walk);
518                 if (ret != 2)
519                         return ret;
520         }
521         /* THP was split, fall through to pte walk */
522
523         if (pmd_trans_unstable(pmd))
524                 return 0;
525
526         mapped_pte = pte = pte_offset_map_lock(walk->mm, pmd, addr, &ptl);
527         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE) {
528                 if (!pte_present(*pte))
529                         continue;
530                 page = vm_normal_page(vma, addr, *pte);
531                 if (!page)
532                         continue;
533                 /*
534                  * vm_normal_page() filters out zero pages, but there might
535                  * still be PageReserved pages to skip, perhaps in a VDSO.
536                  */
537                 if (PageReserved(page))
538                         continue;
539                 if (!queue_pages_required(page, qp))
540                         continue;
541                 if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
542                         /* MPOL_MF_STRICT must be specified if we get here */
543                         if (!vma_migratable(vma)) {
544                                 has_unmovable = true;
545                                 break;
546                         }
547
548                         /*
549                          * Do not abort immediately since there may be
550                          * temporary off LRU pages in the range.  Still
551                          * need migrate other LRU pages.
552                          */
553                         if (migrate_page_add(page, qp->pagelist, flags))
554                                 has_unmovable = true;
555                 } else
556                         break;
557         }
558         pte_unmap_unlock(mapped_pte, ptl);
559         cond_resched();
560
561         if (has_unmovable)
562                 return 1;
563
564         return addr != end ? -EIO : 0;
565 }
566
567 static int queue_pages_hugetlb(pte_t *pte, unsigned long hmask,
568                                unsigned long addr, unsigned long end,
569                                struct mm_walk *walk)
570 {
571         int ret = 0;
572 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
573         struct queue_pages *qp = walk->private;
574         unsigned long flags = (qp->flags & MPOL_MF_VALID);
575         struct page *page;
576         spinlock_t *ptl;
577         pte_t entry;
578
579         ptl = huge_pte_lock(hstate_vma(walk->vma), walk->mm, pte);
580         entry = huge_ptep_get(pte);
581         if (!pte_present(entry))
582                 goto unlock;
583         page = pte_page(entry);
584         if (!queue_pages_required(page, qp))
585                 goto unlock;
586
587         if (flags == MPOL_MF_STRICT) {
588                 /*
589                  * STRICT alone means only detecting misplaced page and no
590                  * need to further check other vma.
591                  */
592                 ret = -EIO;
593                 goto unlock;
594         }
595
596         if (!vma_migratable(walk->vma)) {
597                 /*
598                  * Must be STRICT with MOVE*, otherwise .test_walk() have
599                  * stopped walking current vma.
600                  * Detecting misplaced page but allow migrating pages which
601                  * have been queued.
602                  */
603                 ret = 1;
604                 goto unlock;
605         }
606
607         /* With MPOL_MF_MOVE, we migrate only unshared hugepage. */
608         if (flags & (MPOL_MF_MOVE_ALL) ||
609             (flags & MPOL_MF_MOVE && page_mapcount(page) == 1)) {
610                 if (!isolate_huge_page(page, qp->pagelist) &&
611                         (flags & MPOL_MF_STRICT))
612                         /*
613                          * Failed to isolate page but allow migrating pages
614                          * which have been queued.
615                          */
616                         ret = 1;
617         }
618 unlock:
619         spin_unlock(ptl);
620 #else
621         BUG();
622 #endif
623         return ret;
624 }
625
626 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
627 /*
628  * This is used to mark a range of virtual addresses to be inaccessible.
629  * These are later cleared by a NUMA hinting fault. Depending on these
630  * faults, pages may be migrated for better NUMA placement.
631  *
632  * This is assuming that NUMA faults are handled using PROT_NONE. If
633  * an architecture makes a different choice, it will need further
634  * changes to the core.
635  */
636 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
637                         unsigned long addr, unsigned long end)
638 {
639         int nr_updated;
640
641         nr_updated = change_protection(vma, addr, end, PAGE_NONE, MM_CP_PROT_NUMA);
642         if (nr_updated)
643                 count_vm_numa_events(NUMA_PTE_UPDATES, nr_updated);
644
645         return nr_updated;
646 }
647 #else
648 static unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
649                         unsigned long addr, unsigned long end)
650 {
651         return 0;
652 }
653 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
654
655 static int queue_pages_test_walk(unsigned long start, unsigned long end,
656                                 struct mm_walk *walk)
657 {
658         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
659         struct queue_pages *qp = walk->private;
660         unsigned long endvma = vma->vm_end;
661         unsigned long flags = qp->flags;
662
663         /* range check first */
664         VM_BUG_ON_VMA(!range_in_vma(vma, start, end), vma);
665
666         if (!qp->first) {
667                 qp->first = vma;
668                 if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK) &&
669                         (qp->start < vma->vm_start))
670                         /* hole at head side of range */
671                         return -EFAULT;
672         }
673         if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK) &&
674                 ((vma->vm_end < qp->end) &&
675                 (!vma->vm_next || vma->vm_end < vma->vm_next->vm_start)))
676                 /* hole at middle or tail of range */
677                 return -EFAULT;
678
679         /*
680          * Need check MPOL_MF_STRICT to return -EIO if possible
681          * regardless of vma_migratable
682          */
683         if (!vma_migratable(vma) &&
684             !(flags & MPOL_MF_STRICT))
685                 return 1;
686
687         if (endvma > end)
688                 endvma = end;
689
690         if (flags & MPOL_MF_LAZY) {
691                 /* Similar to task_numa_work, skip inaccessible VMAs */
692                 if (!is_vm_hugetlb_page(vma) && vma_is_accessible(vma) &&
693                         !(vma->vm_flags & VM_MIXEDMAP))
694                         change_prot_numa(vma, start, endvma);
695                 return 1;
696         }
697
698         /* queue pages from current vma */
699         if (flags & MPOL_MF_VALID)
700                 return 0;
701         return 1;
702 }
703
704 static const struct mm_walk_ops queue_pages_walk_ops = {
705         .hugetlb_entry          = queue_pages_hugetlb,
706         .pmd_entry              = queue_pages_pte_range,
707         .test_walk              = queue_pages_test_walk,
708 };
709
710 /*
711  * Walk through page tables and collect pages to be migrated.
712  *
713  * If pages found in a given range are on a set of nodes (determined by
714  * @nodes and @flags,) it's isolated and queued to the pagelist which is
715  * passed via @private.
716  *
717  * queue_pages_range() has three possible return values:
718  * 1 - there is unmovable page, but MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
719  *     specified.
720  * 0 - queue pages successfully or no misplaced page.
721  * errno - i.e. misplaced pages with MPOL_MF_STRICT specified (-EIO) or
722  *         memory range specified by nodemask and maxnode points outside
723  *         your accessible address space (-EFAULT)
724  */
725 static int
726 queue_pages_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start, unsigned long end,
727                 nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
728                 struct list_head *pagelist)
729 {
730         int err;
731         struct queue_pages qp = {
732                 .pagelist = pagelist,
733                 .flags = flags,
734                 .nmask = nodes,
735                 .start = start,
736                 .end = end,
737                 .first = NULL,
738         };
739
740         err = walk_page_range(mm, start, end, &queue_pages_walk_ops, &qp);
741
742         if (!qp.first)
743                 /* whole range in hole */
744                 err = -EFAULT;
745
746         return err;
747 }
748
749 /*
750  * Apply policy to a single VMA
751  * This must be called with the mmap_lock held for writing.
752  */
753 static int vma_replace_policy(struct vm_area_struct *vma,
754                                                 struct mempolicy *pol)
755 {
756         int err;
757         struct mempolicy *old;
758         struct mempolicy *new;
759
760         pr_debug("vma %lx-%lx/%lx vm_ops %p vm_file %p set_policy %p\n",
761                  vma->vm_start, vma->vm_end, vma->vm_pgoff,
762                  vma->vm_ops, vma->vm_file,
763                  vma->vm_ops ? vma->vm_ops->set_policy : NULL);
764
765         new = mpol_dup(pol);
766         if (IS_ERR(new))
767                 return PTR_ERR(new);
768
769         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->set_policy) {
770                 err = vma->vm_ops->set_policy(vma, new);
771                 if (err)
772                         goto err_out;
773         }
774
775         old = vma->vm_policy;
776         vma->vm_policy = new; /* protected by mmap_lock */
777         mpol_put(old);
778
779         return 0;
780  err_out:
781         mpol_put(new);
782         return err;
783 }
784
785 /* Step 2: apply policy to a range and do splits. */
786 static int mbind_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
787                        unsigned long end, struct mempolicy *new_pol)
788 {
789         struct vm_area_struct *prev;
790         struct vm_area_struct *vma;
791         int err = 0;
792         pgoff_t pgoff;
793         unsigned long vmstart;
794         unsigned long vmend;
795
796         vma = find_vma(mm, start);
797         VM_BUG_ON(!vma);
798
799         prev = vma->vm_prev;
800         if (start > vma->vm_start)
801                 prev = vma;
802
803         for (; vma && vma->vm_start < end; prev = vma, vma = vma->vm_next) {
804                 vmstart = max(start, vma->vm_start);
805                 vmend   = min(end, vma->vm_end);
806
807                 if (mpol_equal(vma_policy(vma), new_pol))
808                         continue;
809
810                 pgoff = vma->vm_pgoff +
811                         ((vmstart - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
812                 prev = vma_merge(mm, prev, vmstart, vmend, vma->vm_flags,
813                                  vma->anon_vma, vma->vm_file, pgoff,
814                                  new_pol, vma->vm_userfaultfd_ctx,
815                                  anon_vma_name(vma));
816                 if (prev) {
817                         vma = prev;
818                         goto replace;
819                 }
820                 if (vma->vm_start != vmstart) {
821                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmstart, 1);
822                         if (err)
823                                 goto out;
824                 }
825                 if (vma->vm_end != vmend) {
826                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmend, 0);
827                         if (err)
828                                 goto out;
829                 }
830  replace:
831                 err = vma_replace_policy(vma, new_pol);
832                 if (err)
833                         goto out;
834         }
835
836  out:
837         return err;
838 }
839
840 /* Set the process memory policy */
841 static long do_set_mempolicy(unsigned short mode, unsigned short flags,
842                              nodemask_t *nodes)
843 {
844         struct mempolicy *new, *old;
845         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
846         int ret;
847
848         if (!scratch)
849                 return -ENOMEM;
850
851         new = mpol_new(mode, flags, nodes);
852         if (IS_ERR(new)) {
853                 ret = PTR_ERR(new);
854                 goto out;
855         }
856
857         ret = mpol_set_nodemask(new, nodes, scratch);
858         if (ret) {
859                 mpol_put(new);
860                 goto out;
861         }
862         task_lock(current);
863         old = current->mempolicy;
864         current->mempolicy = new;
865         if (new && new->mode == MPOL_INTERLEAVE)
866                 current->il_prev = MAX_NUMNODES-1;
867         task_unlock(current);
868         mpol_put(old);
869         ret = 0;
870 out:
871         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
872         return ret;
873 }
874
875 /*
876  * Return nodemask for policy for get_mempolicy() query
877  *
878  * Called with task's alloc_lock held
879  */
880 static void get_policy_nodemask(struct mempolicy *p, nodemask_t *nodes)
881 {
882         nodes_clear(*nodes);
883         if (p == &default_policy)
884                 return;
885
886         switch (p->mode) {
887         case MPOL_BIND:
888         case MPOL_INTERLEAVE:
889         case MPOL_PREFERRED:
890         case MPOL_PREFERRED_MANY:
891                 *nodes = p->nodes;
892                 break;
893         case MPOL_LOCAL:
894                 /* return empty node mask for local allocation */
895                 break;
896         default:
897                 BUG();
898         }
899 }
900
901 static int lookup_node(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
902 {
903         struct page *p = NULL;
904         int ret;
905
906         ret = get_user_pages_fast(addr & PAGE_MASK, 1, 0, &p);
907         if (ret > 0) {
908                 ret = page_to_nid(p);
909                 put_page(p);
910         }
911         return ret;
912 }
913
914 /* Retrieve NUMA policy */
915 static long do_get_mempolicy(int *policy, nodemask_t *nmask,
916                              unsigned long addr, unsigned long flags)
917 {
918         int err;
919         struct mm_struct *mm = current->mm;
920         struct vm_area_struct *vma = NULL;
921         struct mempolicy *pol = current->mempolicy, *pol_refcount = NULL;
922
923         if (flags &
924                 ~(unsigned long)(MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR|MPOL_F_MEMS_ALLOWED))
925                 return -EINVAL;
926
927         if (flags & MPOL_F_MEMS_ALLOWED) {
928                 if (flags & (MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR))
929                         return -EINVAL;
930                 *policy = 0;    /* just so it's initialized */
931                 task_lock(current);
932                 *nmask  = cpuset_current_mems_allowed;
933                 task_unlock(current);
934                 return 0;
935         }
936
937         if (flags & MPOL_F_ADDR) {
938                 /*
939                  * Do NOT fall back to task policy if the
940                  * vma/shared policy at addr is NULL.  We
941                  * want to return MPOL_DEFAULT in this case.
942                  */
943                 mmap_read_lock(mm);
944                 vma = vma_lookup(mm, addr);
945                 if (!vma) {
946                         mmap_read_unlock(mm);
947                         return -EFAULT;
948                 }
949                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy)
950                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
951                 else
952                         pol = vma->vm_policy;
953         } else if (addr)
954                 return -EINVAL;
955
956         if (!pol)
957                 pol = &default_policy;  /* indicates default behavior */
958
959         if (flags & MPOL_F_NODE) {
960                 if (flags & MPOL_F_ADDR) {
961                         /*
962                          * Take a refcount on the mpol, because we are about to
963                          * drop the mmap_lock, after which only "pol" remains
964                          * valid, "vma" is stale.
965                          */
966                         pol_refcount = pol;
967                         vma = NULL;
968                         mpol_get(pol);
969                         mmap_read_unlock(mm);
970                         err = lookup_node(mm, addr);
971                         if (err < 0)
972                                 goto out;
973                         *policy = err;
974                 } else if (pol == current->mempolicy &&
975                                 pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
976                         *policy = next_node_in(current->il_prev, pol->nodes);
977                 } else {
978                         err = -EINVAL;
979                         goto out;
980                 }
981         } else {
982                 *policy = pol == &default_policy ? MPOL_DEFAULT :
983                                                 pol->mode;
984                 /*
985                  * Internal mempolicy flags must be masked off before exposing
986                  * the policy to userspace.
987                  */
988                 *policy |= (pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS);
989         }
990
991         err = 0;
992         if (nmask) {
993                 if (mpol_store_user_nodemask(pol)) {
994                         *nmask = pol->w.user_nodemask;
995                 } else {
996                         task_lock(current);
997                         get_policy_nodemask(pol, nmask);
998                         task_unlock(current);
999                 }
1000         }
1001
1002  out:
1003         mpol_cond_put(pol);
1004         if (vma)
1005                 mmap_read_unlock(mm);
1006         if (pol_refcount)
1007                 mpol_put(pol_refcount);
1008         return err;
1009 }
1010
1011 #ifdef CONFIG_MIGRATION
1012 /*
1013  * page migration, thp tail pages can be passed.
1014  */
1015 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1016                                 unsigned long flags)
1017 {
1018         struct page *head = compound_head(page);
1019         /*
1020          * Avoid migrating a page that is shared with others.
1021          */
1022         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) || page_mapcount(head) == 1) {
1023                 if (!isolate_lru_page(head)) {
1024                         list_add_tail(&head->lru, pagelist);
1025                         mod_node_page_state(page_pgdat(head),
1026                                 NR_ISOLATED_ANON + page_is_file_lru(head),
1027                                 thp_nr_pages(head));
1028                 } else if (flags & MPOL_MF_STRICT) {
1029                         /*
1030                          * Non-movable page may reach here.  And, there may be
1031                          * temporary off LRU pages or non-LRU movable pages.
1032                          * Treat them as unmovable pages since they can't be
1033                          * isolated, so they can't be moved at the moment.  It
1034                          * should return -EIO for this case too.
1035                          */
1036                         return -EIO;
1037                 }
1038         }
1039
1040         return 0;
1041 }
1042
1043 /*
1044  * Migrate pages from one node to a target node.
1045  * Returns error or the number of pages not migrated.
1046  */
1047 static int migrate_to_node(struct mm_struct *mm, int source, int dest,
1048                            int flags)
1049 {
1050         nodemask_t nmask;
1051         LIST_HEAD(pagelist);
1052         int err = 0;
1053         struct migration_target_control mtc = {
1054                 .nid = dest,
1055                 .gfp_mask = GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_THISNODE,
1056         };
1057
1058         nodes_clear(nmask);
1059         node_set(source, nmask);
1060
1061         /*
1062          * This does not "check" the range but isolates all pages that
1063          * need migration.  Between passing in the full user address
1064          * space range and MPOL_MF_DISCONTIG_OK, this call can not fail.
1065          */
1066         VM_BUG_ON(!(flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)));
1067         queue_pages_range(mm, mm->mmap->vm_start, mm->task_size, &nmask,
1068                         flags | MPOL_MF_DISCONTIG_OK, &pagelist);
1069
1070         if (!list_empty(&pagelist)) {
1071                 err = migrate_pages(&pagelist, alloc_migration_target, NULL,
1072                                 (unsigned long)&mtc, MIGRATE_SYNC, MR_SYSCALL, NULL);
1073                 if (err)
1074                         putback_movable_pages(&pagelist);
1075         }
1076
1077         return err;
1078 }
1079
1080 /*
1081  * Move pages between the two nodesets so as to preserve the physical
1082  * layout as much as possible.
1083  *
1084  * Returns the number of page that could not be moved.
1085  */
1086 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1087                      const nodemask_t *to, int flags)
1088 {
1089         int busy = 0;
1090         int err = 0;
1091         nodemask_t tmp;
1092
1093         lru_cache_disable();
1094
1095         mmap_read_lock(mm);
1096
1097         /*
1098          * Find a 'source' bit set in 'tmp' whose corresponding 'dest'
1099          * bit in 'to' is not also set in 'tmp'.  Clear the found 'source'
1100          * bit in 'tmp', and return that <source, dest> pair for migration.
1101          * The pair of nodemasks 'to' and 'from' define the map.
1102          *
1103          * If no pair of bits is found that way, fallback to picking some
1104          * pair of 'source' and 'dest' bits that are not the same.  If the
1105          * 'source' and 'dest' bits are the same, this represents a node
1106          * that will be migrating to itself, so no pages need move.
1107          *
1108          * If no bits are left in 'tmp', or if all remaining bits left
1109          * in 'tmp' correspond to the same bit in 'to', return false
1110          * (nothing left to migrate).
1111          *
1112          * This lets us pick a pair of nodes to migrate between, such that
1113          * if possible the dest node is not already occupied by some other
1114          * source node, minimizing the risk of overloading the memory on a
1115          * node that would happen if we migrated incoming memory to a node
1116          * before migrating outgoing memory source that same node.
1117          *
1118          * A single scan of tmp is sufficient.  As we go, we remember the
1119          * most recent <s, d> pair that moved (s != d).  If we find a pair
1120          * that not only moved, but what's better, moved to an empty slot
1121          * (d is not set in tmp), then we break out then, with that pair.
1122          * Otherwise when we finish scanning from_tmp, we at least have the
1123          * most recent <s, d> pair that moved.  If we get all the way through
1124          * the scan of tmp without finding any node that moved, much less
1125          * moved to an empty node, then there is nothing left worth migrating.
1126          */
1127
1128         tmp = *from;
1129         while (!nodes_empty(tmp)) {
1130                 int s, d;
1131                 int source = NUMA_NO_NODE;
1132                 int dest = 0;
1133
1134                 for_each_node_mask(s, tmp) {
1135
1136                         /*
1137                          * do_migrate_pages() tries to maintain the relative
1138                          * node relationship of the pages established between
1139                          * threads and memory areas.
1140                          *
1141                          * However if the number of source nodes is not equal to
1142                          * the number of destination nodes we can not preserve
1143                          * this node relative relationship.  In that case, skip
1144                          * copying memory from a node that is in the destination
1145                          * mask.
1146                          *
1147                          * Example: [2,3,4] -> [3,4,5] moves everything.
1148                          *          [0-7] - > [3,4,5] moves only 0,1,2,6,7.
1149                          */
1150
1151                         if ((nodes_weight(*from) != nodes_weight(*to)) &&
1152                                                 (node_isset(s, *to)))
1153                                 continue;
1154
1155                         d = node_remap(s, *from, *to);
1156                         if (s == d)
1157                                 continue;
1158
1159                         source = s;     /* Node moved. Memorize */
1160                         dest = d;
1161
1162                         /* dest not in remaining from nodes? */
1163                         if (!node_isset(dest, tmp))
1164                                 break;
1165                 }
1166                 if (source == NUMA_NO_NODE)
1167                         break;
1168
1169                 node_clear(source, tmp);
1170                 err = migrate_to_node(mm, source, dest, flags);
1171                 if (err > 0)
1172                         busy += err;
1173                 if (err < 0)
1174                         break;
1175         }
1176         mmap_read_unlock(mm);
1177
1178         lru_cache_enable();
1179         if (err < 0)
1180                 return err;
1181         return busy;
1182
1183 }
1184
1185 /*
1186  * Allocate a new page for page migration based on vma policy.
1187  * Start by assuming the page is mapped by the same vma as contains @start.
1188  * Search forward from there, if not.  N.B., this assumes that the
1189  * list of pages handed to migrate_pages()--which is how we get here--
1190  * is in virtual address order.
1191  */
1192 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start)
1193 {
1194         struct folio *dst, *src = page_folio(page);
1195         struct vm_area_struct *vma;
1196         unsigned long address;
1197         gfp_t gfp = GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_RETRY_MAYFAIL;
1198
1199         vma = find_vma(current->mm, start);
1200         while (vma) {
1201                 address = page_address_in_vma(page, vma);
1202                 if (address != -EFAULT)
1203                         break;
1204                 vma = vma->vm_next;
1205         }
1206
1207         if (folio_test_hugetlb(src))
1208                 return alloc_huge_page_vma(page_hstate(&src->page),
1209                                 vma, address);
1210
1211         if (folio_test_large(src))
1212                 gfp = GFP_TRANSHUGE;
1213
1214         /*
1215          * if !vma, vma_alloc_folio() will use task or system default policy
1216          */
1217         dst = vma_alloc_folio(gfp, folio_order(src), vma, address,
1218                         folio_test_large(src));
1219         return &dst->page;
1220 }
1221 #else
1222
1223 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1224                                 unsigned long flags)
1225 {
1226         return -EIO;
1227 }
1228
1229 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1230                      const nodemask_t *to, int flags)
1231 {
1232         return -ENOSYS;
1233 }
1234
1235 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start)
1236 {
1237         return NULL;
1238 }
1239 #endif
1240
1241 static long do_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1242                      unsigned short mode, unsigned short mode_flags,
1243                      nodemask_t *nmask, unsigned long flags)
1244 {
1245         struct mm_struct *mm = current->mm;
1246         struct mempolicy *new;
1247         unsigned long end;
1248         int err;
1249         int ret;
1250         LIST_HEAD(pagelist);
1251
1252         if (flags & ~(unsigned long)MPOL_MF_VALID)
1253                 return -EINVAL;
1254         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1255                 return -EPERM;
1256
1257         if (start & ~PAGE_MASK)
1258                 return -EINVAL;
1259
1260         if (mode == MPOL_DEFAULT)
1261                 flags &= ~MPOL_MF_STRICT;
1262
1263         len = (len + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
1264         end = start + len;
1265
1266         if (end < start)
1267                 return -EINVAL;
1268         if (end == start)
1269                 return 0;
1270
1271         new = mpol_new(mode, mode_flags, nmask);
1272         if (IS_ERR(new))
1273                 return PTR_ERR(new);
1274
1275         if (flags & MPOL_MF_LAZY)
1276                 new->flags |= MPOL_F_MOF;
1277
1278         /*
1279          * If we are using the default policy then operation
1280          * on discontinuous address spaces is okay after all
1281          */
1282         if (!new)
1283                 flags |= MPOL_MF_DISCONTIG_OK;
1284
1285         pr_debug("mbind %lx-%lx mode:%d flags:%d nodes:%lx\n",
1286                  start, start + len, mode, mode_flags,
1287                  nmask ? nodes_addr(*nmask)[0] : NUMA_NO_NODE);
1288
1289         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
1290
1291                 lru_cache_disable();
1292         }
1293         {
1294                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1295                 if (scratch) {
1296                         mmap_write_lock(mm);
1297                         err = mpol_set_nodemask(new, nmask, scratch);
1298                         if (err)
1299                                 mmap_write_unlock(mm);
1300                 } else
1301                         err = -ENOMEM;
1302                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1303         }
1304         if (err)
1305                 goto mpol_out;
1306
1307         ret = queue_pages_range(mm, start, end, nmask,
1308                           flags | MPOL_MF_INVERT, &pagelist);
1309
1310         if (ret < 0) {
1311                 err = ret;
1312                 goto up_out;
1313         }
1314
1315         err = mbind_range(mm, start, end, new);
1316
1317         if (!err) {
1318                 int nr_failed = 0;
1319
1320                 if (!list_empty(&pagelist)) {
1321                         WARN_ON_ONCE(flags & MPOL_MF_LAZY);
1322                         nr_failed = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL,
1323                                 start, MIGRATE_SYNC, MR_MEMPOLICY_MBIND, NULL);
1324                         if (nr_failed)
1325                                 putback_movable_pages(&pagelist);
1326                 }
1327
1328                 if ((ret > 0) || (nr_failed && (flags & MPOL_MF_STRICT)))
1329                         err = -EIO;
1330         } else {
1331 up_out:
1332                 if (!list_empty(&pagelist))
1333                         putback_movable_pages(&pagelist);
1334         }
1335
1336         mmap_write_unlock(mm);
1337 mpol_out:
1338         mpol_put(new);
1339         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL))
1340                 lru_cache_enable();
1341         return err;
1342 }
1343
1344 /*
1345  * User space interface with variable sized bitmaps for nodelists.
1346  */
1347 static int get_bitmap(unsigned long *mask, const unsigned long __user *nmask,
1348                       unsigned long maxnode)
1349 {
1350         unsigned long nlongs = BITS_TO_LONGS(maxnode);
1351         int ret;
1352
1353         if (in_compat_syscall())
1354                 ret = compat_get_bitmap(mask,
1355                                         (const compat_ulong_t __user *)nmask,
1356                                         maxnode);
1357         else
1358                 ret = copy_from_user(mask, nmask,
1359                                      nlongs * sizeof(unsigned long));
1360
1361         if (ret)
1362                 return -EFAULT;
1363
1364         if (maxnode % BITS_PER_LONG)
1365                 mask[nlongs - 1] &= (1UL << (maxnode % BITS_PER_LONG)) - 1;
1366
1367         return 0;
1368 }
1369
1370 /* Copy a node mask from user space. */
1371 static int get_nodes(nodemask_t *nodes, const unsigned long __user *nmask,
1372                      unsigned long maxnode)
1373 {
1374         --maxnode;
1375         nodes_clear(*nodes);
1376         if (maxnode == 0 || !nmask)
1377                 return 0;
1378         if (maxnode > PAGE_SIZE*BITS_PER_BYTE)
1379                 return -EINVAL;
1380
1381         /*
1382          * When the user specified more nodes than supported just check
1383          * if the non supported part is all zero, one word at a time,
1384          * starting at the end.
1385          */
1386         while (maxnode > MAX_NUMNODES) {
1387                 unsigned long bits = min_t(unsigned long, maxnode, BITS_PER_LONG);
1388                 unsigned long t;
1389
1390                 if (get_bitmap(&t, &nmask[maxnode / BITS_PER_LONG], bits))
1391                         return -EFAULT;
1392
1393                 if (maxnode - bits >= MAX_NUMNODES) {
1394                         maxnode -= bits;
1395                 } else {
1396                         maxnode = MAX_NUMNODES;
1397                         t &= ~((1UL << (MAX_NUMNODES % BITS_PER_LONG)) - 1);
1398                 }
1399                 if (t)
1400                         return -EINVAL;
1401         }
1402
1403         return get_bitmap(nodes_addr(*nodes), nmask, maxnode);
1404 }
1405
1406 /* Copy a kernel node mask to user space */
1407 static int copy_nodes_to_user(unsigned long __user *mask, unsigned long maxnode,
1408                               nodemask_t *nodes)
1409 {
1410         unsigned long copy = ALIGN(maxnode-1, 64) / 8;
1411         unsigned int nbytes = BITS_TO_LONGS(nr_node_ids) * sizeof(long);
1412         bool compat = in_compat_syscall();
1413
1414         if (compat)
1415                 nbytes = BITS_TO_COMPAT_LONGS(nr_node_ids) * sizeof(compat_long_t);
1416
1417         if (copy > nbytes) {
1418                 if (copy > PAGE_SIZE)
1419                         return -EINVAL;
1420                 if (clear_user((char __user *)mask + nbytes, copy - nbytes))
1421                         return -EFAULT;
1422                 copy = nbytes;
1423                 maxnode = nr_node_ids;
1424         }
1425
1426         if (compat)
1427                 return compat_put_bitmap((compat_ulong_t __user *)mask,
1428                                          nodes_addr(*nodes), maxnode);
1429
1430         return copy_to_user(mask, nodes_addr(*nodes), copy) ? -EFAULT : 0;
1431 }
1432
1433 /* Basic parameter sanity check used by both mbind() and set_mempolicy() */
1434 static inline int sanitize_mpol_flags(int *mode, unsigned short *flags)
1435 {
1436         *flags = *mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1437         *mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1438
1439         if ((unsigned int)(*mode) >=  MPOL_MAX)
1440                 return -EINVAL;
1441         if ((*flags & MPOL_F_STATIC_NODES) && (*flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1442                 return -EINVAL;
1443         if (*flags & MPOL_F_NUMA_BALANCING) {
1444                 if (*mode != MPOL_BIND)
1445                         return -EINVAL;
1446                 *flags |= (MPOL_F_MOF | MPOL_F_MORON);
1447         }
1448         return 0;
1449 }
1450
1451 static long kernel_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1452                          unsigned long mode, const unsigned long __user *nmask,
1453                          unsigned long maxnode, unsigned int flags)
1454 {
1455         unsigned short mode_flags;
1456         nodemask_t nodes;
1457         int lmode = mode;
1458         int err;
1459
1460         start = untagged_addr(start);
1461         err = sanitize_mpol_flags(&lmode, &mode_flags);
1462         if (err)
1463                 return err;
1464
1465         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1466         if (err)
1467                 return err;
1468
1469         return do_mbind(start, len, lmode, mode_flags, &nodes, flags);
1470 }
1471
1472 SYSCALL_DEFINE4(set_mempolicy_home_node, unsigned long, start, unsigned long, len,
1473                 unsigned long, home_node, unsigned long, flags)
1474 {
1475         struct mm_struct *mm = current->mm;
1476         struct vm_area_struct *vma;
1477         struct mempolicy *new;
1478         unsigned long vmstart;
1479         unsigned long vmend;
1480         unsigned long end;
1481         int err = -ENOENT;
1482
1483         start = untagged_addr(start);
1484         if (start & ~PAGE_MASK)
1485                 return -EINVAL;
1486         /*
1487          * flags is used for future extension if any.
1488          */
1489         if (flags != 0)
1490                 return -EINVAL;
1491
1492         /*
1493          * Check home_node is online to avoid accessing uninitialized
1494          * NODE_DATA.
1495          */
1496         if (home_node >= MAX_NUMNODES || !node_online(home_node))
1497                 return -EINVAL;
1498
1499         len = (len + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
1500         end = start + len;
1501
1502         if (end < start)
1503                 return -EINVAL;
1504         if (end == start)
1505                 return 0;
1506         mmap_write_lock(mm);
1507         vma = find_vma(mm, start);
1508         for (; vma && vma->vm_start < end;  vma = vma->vm_next) {
1509
1510                 vmstart = max(start, vma->vm_start);
1511                 vmend   = min(end, vma->vm_end);
1512                 new = mpol_dup(vma_policy(vma));
1513                 if (IS_ERR(new)) {
1514                         err = PTR_ERR(new);
1515                         break;
1516                 }
1517                 /*
1518                  * Only update home node if there is an existing vma policy
1519                  */
1520                 if (!new)
1521                         continue;
1522
1523                 /*
1524                  * If any vma in the range got policy other than MPOL_BIND
1525                  * or MPOL_PREFERRED_MANY we return error. We don't reset
1526                  * the home node for vmas we already updated before.
1527                  */
1528                 if (new->mode != MPOL_BIND && new->mode != MPOL_PREFERRED_MANY) {
1529                         err = -EOPNOTSUPP;
1530                         break;
1531                 }
1532
1533                 new->home_node = home_node;
1534                 err = mbind_range(mm, vmstart, vmend, new);
1535                 mpol_put(new);
1536                 if (err)
1537                         break;
1538         }
1539         mmap_write_unlock(mm);
1540         return err;
1541 }
1542
1543 SYSCALL_DEFINE6(mbind, unsigned long, start, unsigned long, len,
1544                 unsigned long, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1545                 unsigned long, maxnode, unsigned int, flags)
1546 {
1547         return kernel_mbind(start, len, mode, nmask, maxnode, flags);
1548 }
1549
1550 /* Set the process memory policy */
1551 static long kernel_set_mempolicy(int mode, const unsigned long __user *nmask,
1552                                  unsigned long maxnode)
1553 {
1554         unsigned short mode_flags;
1555         nodemask_t nodes;
1556         int lmode = mode;
1557         int err;
1558
1559         err = sanitize_mpol_flags(&lmode, &mode_flags);
1560         if (err)
1561                 return err;
1562
1563         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1564         if (err)
1565                 return err;
1566
1567         return do_set_mempolicy(lmode, mode_flags, &nodes);
1568 }
1569
1570 SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1571                 unsigned long, maxnode)
1572 {
1573         return kernel_set_mempolicy(mode, nmask, maxnode);
1574 }
1575
1576 static int kernel_migrate_pages(pid_t pid, unsigned long maxnode,
1577                                 const unsigned long __user *old_nodes,
1578                                 const unsigned long __user *new_nodes)
1579 {
1580         struct mm_struct *mm = NULL;
1581         struct task_struct *task;
1582         nodemask_t task_nodes;
1583         int err;
1584         nodemask_t *old;
1585         nodemask_t *new;
1586         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1587
1588         if (!scratch)
1589                 return -ENOMEM;
1590
1591         old = &scratch->mask1;
1592         new = &scratch->mask2;
1593
1594         err = get_nodes(old, old_nodes, maxnode);
1595         if (err)
1596                 goto out;
1597
1598         err = get_nodes(new, new_nodes, maxnode);
1599         if (err)
1600                 goto out;
1601
1602         /* Find the mm_struct */
1603         rcu_read_lock();
1604         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1605         if (!task) {
1606                 rcu_read_unlock();
1607                 err = -ESRCH;
1608                 goto out;
1609         }
1610         get_task_struct(task);
1611
1612         err = -EINVAL;
1613
1614         /*
1615          * Check if this process has the right to modify the specified process.
1616          * Use the regular "ptrace_may_access()" checks.
1617          */
1618         if (!ptrace_may_access(task, PTRACE_MODE_READ_REALCREDS)) {
1619                 rcu_read_unlock();
1620                 err = -EPERM;
1621                 goto out_put;
1622         }
1623         rcu_read_unlock();
1624
1625         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1626         /* Is the user allowed to access the target nodes? */
1627         if (!nodes_subset(*new, task_nodes) && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1628                 err = -EPERM;
1629                 goto out_put;
1630         }
1631
1632         task_nodes = cpuset_mems_allowed(current);
1633         nodes_and(*new, *new, task_nodes);
1634         if (nodes_empty(*new))
1635                 goto out_put;
1636
1637         err = security_task_movememory(task);
1638         if (err)
1639                 goto out_put;
1640
1641         mm = get_task_mm(task);
1642         put_task_struct(task);
1643
1644         if (!mm) {
1645                 err = -EINVAL;
1646                 goto out;
1647         }
1648
1649         err = do_migrate_pages(mm, old, new,
1650                 capable(CAP_SYS_NICE) ? MPOL_MF_MOVE_ALL : MPOL_MF_MOVE);
1651
1652         mmput(mm);
1653 out:
1654         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1655
1656         return err;
1657
1658 out_put:
1659         put_task_struct(task);
1660         goto out;
1661
1662 }
1663
1664 SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, pid_t, pid, unsigned long, maxnode,
1665                 const unsigned long __user *, old_nodes,
1666                 const unsigned long __user *, new_nodes)
1667 {
1668         return kernel_migrate_pages(pid, maxnode, old_nodes, new_nodes);
1669 }
1670
1671
1672 /* Retrieve NUMA policy */
1673 static int kernel_get_mempolicy(int __user *policy,
1674                                 unsigned long __user *nmask,
1675                                 unsigned long maxnode,
1676                                 unsigned long addr,
1677                                 unsigned long flags)
1678 {
1679         int err;
1680         int pval;
1681         nodemask_t nodes;
1682
1683         if (nmask != NULL && maxnode < nr_node_ids)
1684                 return -EINVAL;
1685
1686         addr = untagged_addr(addr);
1687
1688         err = do_get_mempolicy(&pval, &nodes, addr, flags);
1689
1690         if (err)
1691                 return err;
1692
1693         if (policy && put_user(pval, policy))
1694                 return -EFAULT;
1695
1696         if (nmask)
1697                 err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, &nodes);
1698
1699         return err;
1700 }
1701
1702 SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1703                 unsigned long __user *, nmask, unsigned long, maxnode,
1704                 unsigned long, addr, unsigned long, flags)
1705 {
1706         return kernel_get_mempolicy(policy, nmask, maxnode, addr, flags);
1707 }
1708
1709 bool vma_migratable(struct vm_area_struct *vma)
1710 {
1711         if (vma->vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP))
1712                 return false;
1713
1714         /*
1715          * DAX device mappings require predictable access latency, so avoid
1716          * incurring periodic faults.
1717          */
1718         if (vma_is_dax(vma))
1719                 return false;
1720
1721         if (is_vm_hugetlb_page(vma) &&
1722                 !hugepage_migration_supported(hstate_vma(vma)))
1723                 return false;
1724
1725         /*
1726          * Migration allocates pages in the highest zone. If we cannot
1727          * do so then migration (at least from node to node) is not
1728          * possible.
1729          */
1730         if (vma->vm_file &&
1731                 gfp_zone(mapping_gfp_mask(vma->vm_file->f_mapping))
1732                         < policy_zone)
1733                 return false;
1734         return true;
1735 }
1736
1737 struct mempolicy *__get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1738                                                 unsigned long addr)
1739 {
1740         struct mempolicy *pol = NULL;
1741
1742         if (vma) {
1743                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1744                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
1745                 } else if (vma->vm_policy) {
1746                         pol = vma->vm_policy;
1747
1748                         /*
1749                          * shmem_alloc_page() passes MPOL_F_SHARED policy with
1750                          * a pseudo vma whose vma->vm_ops=NULL. Take a reference
1751                          * count on these policies which will be dropped by
1752                          * mpol_cond_put() later
1753                          */
1754                         if (mpol_needs_cond_ref(pol))
1755                                 mpol_get(pol);
1756                 }
1757         }
1758
1759         return pol;
1760 }
1761
1762 /*
1763  * get_vma_policy(@vma, @addr)
1764  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
1765  * @addr: address in @vma for shared policy lookup
1766  *
1767  * Returns effective policy for a VMA at specified address.
1768  * Falls back to current->mempolicy or system default policy, as necessary.
1769  * Shared policies [those marked as MPOL_F_SHARED] require an extra reference
1770  * count--added by the get_policy() vm_op, as appropriate--to protect against
1771  * freeing by another task.  It is the caller's responsibility to free the
1772  * extra reference for shared policies.
1773  */
1774 static struct mempolicy *get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1775                                                 unsigned long addr)
1776 {
1777         struct mempolicy *pol = __get_vma_policy(vma, addr);
1778
1779         if (!pol)
1780                 pol = get_task_policy(current);
1781
1782         return pol;
1783 }
1784
1785 bool vma_policy_mof(struct vm_area_struct *vma)
1786 {
1787         struct mempolicy *pol;
1788
1789         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1790                 bool ret = false;
1791
1792                 pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, vma->vm_start);
1793                 if (pol && (pol->flags & MPOL_F_MOF))
1794                         ret = true;
1795                 mpol_cond_put(pol);
1796
1797                 return ret;
1798         }
1799
1800         pol = vma->vm_policy;
1801         if (!pol)
1802                 pol = get_task_policy(current);
1803
1804         return pol->flags & MPOL_F_MOF;
1805 }
1806
1807 static int apply_policy_zone(struct mempolicy *policy, enum zone_type zone)
1808 {
1809         enum zone_type dynamic_policy_zone = policy_zone;
1810
1811         BUG_ON(dynamic_policy_zone == ZONE_MOVABLE);
1812
1813         /*
1814          * if policy->nodes has movable memory only,
1815          * we apply policy when gfp_zone(gfp) = ZONE_MOVABLE only.
1816          *
1817          * policy->nodes is intersect with node_states[N_MEMORY].
1818          * so if the following test fails, it implies
1819          * policy->nodes has movable memory only.
1820          */
1821         if (!nodes_intersects(policy->nodes, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
1822                 dynamic_policy_zone = ZONE_MOVABLE;
1823
1824         return zone >= dynamic_policy_zone;
1825 }
1826
1827 /*
1828  * Return a nodemask representing a mempolicy for filtering nodes for
1829  * page allocation
1830  */
1831 nodemask_t *policy_nodemask(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1832 {
1833         int mode = policy->mode;
1834
1835         /* Lower zones don't get a nodemask applied for MPOL_BIND */
1836         if (unlikely(mode == MPOL_BIND) &&
1837                 apply_policy_zone(policy, gfp_zone(gfp)) &&
1838                 cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(&policy->nodes))
1839                 return &policy->nodes;
1840
1841         if (mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
1842                 return &policy->nodes;
1843
1844         return NULL;
1845 }
1846
1847 /*
1848  * Return the  preferred node id for 'prefer' mempolicy, and return
1849  * the given id for all other policies.
1850  *
1851  * policy_node() is always coupled with policy_nodemask(), which
1852  * secures the nodemask limit for 'bind' and 'prefer-many' policy.
1853  */
1854 static int policy_node(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy, int nd)
1855 {
1856         if (policy->mode == MPOL_PREFERRED) {
1857                 nd = first_node(policy->nodes);
1858         } else {
1859                 /*
1860                  * __GFP_THISNODE shouldn't even be used with the bind policy
1861                  * because we might easily break the expectation to stay on the
1862                  * requested node and not break the policy.
1863                  */
1864                 WARN_ON_ONCE(policy->mode == MPOL_BIND && (gfp & __GFP_THISNODE));
1865         }
1866
1867         if ((policy->mode == MPOL_BIND ||
1868              policy->mode == MPOL_PREFERRED_MANY) &&
1869             policy->home_node != NUMA_NO_NODE)
1870                 return policy->home_node;
1871
1872         return nd;
1873 }
1874
1875 /* Do dynamic interleaving for a process */
1876 static unsigned interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
1877 {
1878         unsigned next;
1879         struct task_struct *me = current;
1880
1881         next = next_node_in(me->il_prev, policy->nodes);
1882         if (next < MAX_NUMNODES)
1883                 me->il_prev = next;
1884         return next;
1885 }
1886
1887 /*
1888  * Depending on the memory policy provide a node from which to allocate the
1889  * next slab entry.
1890  */
1891 unsigned int mempolicy_slab_node(void)
1892 {
1893         struct mempolicy *policy;
1894         int node = numa_mem_id();
1895
1896         if (!in_task())
1897                 return node;
1898
1899         policy = current->mempolicy;
1900         if (!policy)
1901                 return node;
1902
1903         switch (policy->mode) {
1904         case MPOL_PREFERRED:
1905                 return first_node(policy->nodes);
1906
1907         case MPOL_INTERLEAVE:
1908                 return interleave_nodes(policy);
1909
1910         case MPOL_BIND:
1911         case MPOL_PREFERRED_MANY:
1912         {
1913                 struct zoneref *z;
1914
1915                 /*
1916                  * Follow bind policy behavior and start allocation at the
1917                  * first node.
1918                  */
1919                 struct zonelist *zonelist;
1920                 enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(GFP_KERNEL);
1921                 zonelist = &NODE_DATA(node)->node_zonelists[ZONELIST_FALLBACK];
1922                 z = first_zones_zonelist(zonelist, highest_zoneidx,
1923                                                         &policy->nodes);
1924                 return z->zone ? zone_to_nid(z->zone) : node;
1925         }
1926         case MPOL_LOCAL:
1927                 return node;
1928
1929         default:
1930                 BUG();
1931         }
1932 }
1933
1934 /*
1935  * Do static interleaving for a VMA with known offset @n.  Returns the n'th
1936  * node in pol->nodes (starting from n=0), wrapping around if n exceeds the
1937  * number of present nodes.
1938  */
1939 static unsigned offset_il_node(struct mempolicy *pol, unsigned long n)
1940 {
1941         nodemask_t nodemask = pol->nodes;
1942         unsigned int target, nnodes;
1943         int i;
1944         int nid;
1945         /*
1946          * The barrier will stabilize the nodemask in a register or on
1947          * the stack so that it will stop changing under the code.
1948          *
1949          * Between first_node() and next_node(), pol->nodes could be changed
1950          * by other threads. So we put pol->nodes in a local stack.
1951          */
1952         barrier();
1953
1954         nnodes = nodes_weight(nodemask);
1955         if (!nnodes)
1956                 return numa_node_id();
1957         target = (unsigned int)n % nnodes;
1958         nid = first_node(nodemask);
1959         for (i = 0; i < target; i++)
1960                 nid = next_node(nid, nodemask);
1961         return nid;
1962 }
1963
1964 /* Determine a node number for interleave */
1965 static inline unsigned interleave_nid(struct mempolicy *pol,
1966                  struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, int shift)
1967 {
1968         if (vma) {
1969                 unsigned long off;
1970
1971                 /*
1972                  * for small pages, there is no difference between
1973                  * shift and PAGE_SHIFT, so the bit-shift is safe.
1974                  * for huge pages, since vm_pgoff is in units of small
1975                  * pages, we need to shift off the always 0 bits to get
1976                  * a useful offset.
1977                  */
1978                 BUG_ON(shift < PAGE_SHIFT);
1979                 off = vma->vm_pgoff >> (shift - PAGE_SHIFT);
1980                 off += (addr - vma->vm_start) >> shift;
1981                 return offset_il_node(pol, off);
1982         } else
1983                 return interleave_nodes(pol);
1984 }
1985
1986 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
1987 /*
1988  * huge_node(@vma, @addr, @gfp_flags, @mpol)
1989  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
1990  * @addr: address in @vma for shared policy lookup and interleave policy
1991  * @gfp_flags: for requested zone
1992  * @mpol: pointer to mempolicy pointer for reference counted mempolicy
1993  * @nodemask: pointer to nodemask pointer for 'bind' and 'prefer-many' policy
1994  *
1995  * Returns a nid suitable for a huge page allocation and a pointer
1996  * to the struct mempolicy for conditional unref after allocation.
1997  * If the effective policy is 'bind' or 'prefer-many', returns a pointer
1998  * to the mempolicy's @nodemask for filtering the zonelist.
1999  *
2000  * Must be protected by read_mems_allowed_begin()
2001  */
2002 int huge_node(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, gfp_t gfp_flags,
2003                                 struct mempolicy **mpol, nodemask_t **nodemask)
2004 {
2005         int nid;
2006         int mode;
2007
2008         *mpol = get_vma_policy(vma, addr);
2009         *nodemask = NULL;
2010         mode = (*mpol)->mode;
2011
2012         if (unlikely(mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
2013                 nid = interleave_nid(*mpol, vma, addr,
2014                                         huge_page_shift(hstate_vma(vma)));
2015         } else {
2016                 nid = policy_node(gfp_flags, *mpol, numa_node_id());
2017                 if (mode == MPOL_BIND || mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
2018                         *nodemask = &(*mpol)->nodes;
2019         }
2020         return nid;
2021 }
2022
2023 /*
2024  * init_nodemask_of_mempolicy
2025  *
2026  * If the current task's mempolicy is "default" [NULL], return 'false'
2027  * to indicate default policy.  Otherwise, extract the policy nodemask
2028  * for 'bind' or 'interleave' policy into the argument nodemask, or
2029  * initialize the argument nodemask to contain the single node for
2030  * 'preferred' or 'local' policy and return 'true' to indicate presence
2031  * of non-default mempolicy.
2032  *
2033  * We don't bother with reference counting the mempolicy [mpol_get/put]
2034  * because the current task is examining it's own mempolicy and a task's
2035  * mempolicy is only ever changed by the task itself.
2036  *
2037  * N.B., it is the caller's responsibility to free a returned nodemask.
2038  */
2039 bool init_nodemask_of_mempolicy(nodemask_t *mask)
2040 {
2041         struct mempolicy *mempolicy;
2042
2043         if (!(mask && current->mempolicy))
2044                 return false;
2045
2046         task_lock(current);
2047         mempolicy = current->mempolicy;
2048         switch (mempolicy->mode) {
2049         case MPOL_PREFERRED:
2050         case MPOL_PREFERRED_MANY:
2051         case MPOL_BIND:
2052         case MPOL_INTERLEAVE:
2053                 *mask = mempolicy->nodes;
2054                 break;
2055
2056         case MPOL_LOCAL:
2057                 init_nodemask_of_node(mask, numa_node_id());
2058                 break;
2059
2060         default:
2061                 BUG();
2062         }
2063         task_unlock(current);
2064
2065         return true;
2066 }
2067 #endif
2068
2069 /*
2070  * mempolicy_in_oom_domain
2071  *
2072  * If tsk's mempolicy is "bind", check for intersection between mask and
2073  * the policy nodemask. Otherwise, return true for all other policies
2074  * including "interleave", as a tsk with "interleave" policy may have
2075  * memory allocated from all nodes in system.
2076  *
2077  * Takes task_lock(tsk) to prevent freeing of its mempolicy.
2078  */
2079 bool mempolicy_in_oom_domain(struct task_struct *tsk,
2080                                         const nodemask_t *mask)
2081 {
2082         struct mempolicy *mempolicy;
2083         bool ret = true;
2084
2085         if (!mask)
2086                 return ret;
2087
2088         task_lock(tsk);
2089         mempolicy = tsk->mempolicy;
2090         if (mempolicy && mempolicy->mode == MPOL_BIND)
2091                 ret = nodes_intersects(mempolicy->nodes, *mask);
2092         task_unlock(tsk);
2093
2094         return ret;
2095 }
2096
2097 /* Allocate a page in interleaved policy.
2098    Own path because it needs to do special accounting. */
2099 static struct page *alloc_page_interleave(gfp_t gfp, unsigned order,
2100                                         unsigned nid)
2101 {
2102         struct page *page;
2103
2104         page = __alloc_pages(gfp, order, nid, NULL);
2105         /* skip NUMA_INTERLEAVE_HIT counter update if numa stats is disabled */
2106         if (!static_branch_likely(&vm_numa_stat_key))
2107                 return page;
2108         if (page && page_to_nid(page) == nid) {
2109                 preempt_disable();
2110                 __count_numa_event(page_zone(page), NUMA_INTERLEAVE_HIT);
2111                 preempt_enable();
2112         }
2113         return page;
2114 }
2115
2116 static struct page *alloc_pages_preferred_many(gfp_t gfp, unsigned int order,
2117                                                 int nid, struct mempolicy *pol)
2118 {
2119         struct page *page;
2120         gfp_t preferred_gfp;
2121
2122         /*
2123          * This is a two pass approach. The first pass will only try the
2124          * preferred nodes but skip the direct reclaim and allow the
2125          * allocation to fail, while the second pass will try all the
2126          * nodes in system.
2127          */
2128         preferred_gfp = gfp | __GFP_NOWARN;
2129         preferred_gfp &= ~(__GFP_DIRECT_RECLAIM | __GFP_NOFAIL);
2130         page = __alloc_pages(preferred_gfp, order, nid, &pol->nodes);
2131         if (!page)
2132                 page = __alloc_pages(gfp, order, nid, NULL);
2133
2134         return page;
2135 }
2136
2137 /**
2138  * alloc_pages_vma - Allocate a page for a VMA.
2139  * @gfp: GFP flags.
2140  * @order: Order of the GFP allocation.
2141  * @vma: Pointer to VMA or NULL if not available.
2142  * @addr: Virtual address of the allocation.  Must be inside @vma.
2143  * @hugepage: For hugepages try only the preferred node if possible.
2144  *
2145  * Allocate a page for a specific address in @vma, using the appropriate
2146  * NUMA policy.  When @vma is not NULL the caller must hold the mmap_lock
2147  * of the mm_struct of the VMA to prevent it from going away.  Should be
2148  * used for all allocations for pages that will be mapped into user space.
2149  *
2150  * Return: The page on success or NULL if allocation fails.
2151  */
2152 struct page *alloc_pages_vma(gfp_t gfp, int order, struct vm_area_struct *vma,
2153                 unsigned long addr, bool hugepage)
2154 {
2155         struct mempolicy *pol;
2156         int node = numa_node_id();
2157         struct page *page;
2158         int preferred_nid;
2159         nodemask_t *nmask;
2160
2161         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2162
2163         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
2164                 unsigned nid;
2165
2166                 nid = interleave_nid(pol, vma, addr, PAGE_SHIFT + order);
2167                 mpol_cond_put(pol);
2168                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, nid);
2169                 goto out;
2170         }
2171
2172         if (pol->mode == MPOL_PREFERRED_MANY) {
2173                 node = policy_node(gfp, pol, node);
2174                 page = alloc_pages_preferred_many(gfp, order, node, pol);
2175                 mpol_cond_put(pol);
2176                 goto out;
2177         }
2178
2179         if (unlikely(IS_ENABLED(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) && hugepage)) {
2180                 int hpage_node = node;
2181
2182                 /*
2183                  * For hugepage allocation and non-interleave policy which
2184                  * allows the current node (or other explicitly preferred
2185                  * node) we only try to allocate from the current/preferred
2186                  * node and don't fall back to other nodes, as the cost of
2187                  * remote accesses would likely offset THP benefits.
2188                  *
2189                  * If the policy is interleave or does not allow the current
2190                  * node in its nodemask, we allocate the standard way.
2191                  */
2192                 if (pol->mode == MPOL_PREFERRED)
2193                         hpage_node = first_node(pol->nodes);
2194
2195                 nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2196                 if (!nmask || node_isset(hpage_node, *nmask)) {
2197                         mpol_cond_put(pol);
2198                         /*
2199                          * First, try to allocate THP only on local node, but
2200                          * don't reclaim unnecessarily, just compact.
2201                          */
2202                         page = __alloc_pages_node(hpage_node,
2203                                 gfp | __GFP_THISNODE | __GFP_NORETRY, order);
2204
2205                         /*
2206                          * If hugepage allocations are configured to always
2207                          * synchronous compact or the vma has been madvised
2208                          * to prefer hugepage backing, retry allowing remote
2209                          * memory with both reclaim and compact as well.
2210                          */
2211                         if (!page && (gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM))
2212                                 page = __alloc_pages(gfp, order, hpage_node, nmask);
2213
2214                         goto out;
2215                 }
2216         }
2217
2218         nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2219         preferred_nid = policy_node(gfp, pol, node);
2220         page = __alloc_pages(gfp, order, preferred_nid, nmask);
2221         mpol_cond_put(pol);
2222 out:
2223         return page;
2224 }
2225 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_vma);
2226
2227 struct folio *vma_alloc_folio(gfp_t gfp, int order, struct vm_area_struct *vma,
2228                 unsigned long addr, bool hugepage)
2229 {
2230         struct folio *folio;
2231
2232         folio = (struct folio *)alloc_pages_vma(gfp, order, vma, addr,
2233                         hugepage);
2234         if (folio && order > 1)
2235                 prep_transhuge_page(&folio->page);
2236
2237         return folio;
2238 }
2239
2240 /**
2241  * alloc_pages - Allocate pages.
2242  * @gfp: GFP flags.
2243  * @order: Power of two of number of pages to allocate.
2244  *
2245  * Allocate 1 << @order contiguous pages.  The physical address of the
2246  * first page is naturally aligned (eg an order-3 allocation will be aligned
2247  * to a multiple of 8 * PAGE_SIZE bytes).  The NUMA policy of the current
2248  * process is honoured when in process context.
2249  *
2250  * Context: Can be called from any context, providing the appropriate GFP
2251  * flags are used.
2252  * Return: The page on success or NULL if allocation fails.
2253  */
2254 struct page *alloc_pages(gfp_t gfp, unsigned order)
2255 {
2256         struct mempolicy *pol = &default_policy;
2257         struct page *page;
2258
2259         if (!in_interrupt() && !(gfp & __GFP_THISNODE))
2260                 pol = get_task_policy(current);
2261
2262         /*
2263          * No reference counting needed for current->mempolicy
2264          * nor system default_policy
2265          */
2266         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
2267                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, interleave_nodes(pol));
2268         else if (pol->mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
2269                 page = alloc_pages_preferred_many(gfp, order,
2270                                   policy_node(gfp, pol, numa_node_id()), pol);
2271         else
2272                 page = __alloc_pages(gfp, order,
2273                                 policy_node(gfp, pol, numa_node_id()),
2274                                 policy_nodemask(gfp, pol));
2275
2276         return page;
2277 }
2278 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages);
2279
2280 struct folio *folio_alloc(gfp_t gfp, unsigned order)
2281 {
2282         struct page *page = alloc_pages(gfp | __GFP_COMP, order);
2283
2284         if (page && order > 1)
2285                 prep_transhuge_page(page);
2286         return (struct folio *)page;
2287 }
2288 EXPORT_SYMBOL(folio_alloc);
2289
2290 static unsigned long alloc_pages_bulk_array_interleave(gfp_t gfp,
2291                 struct mempolicy *pol, unsigned long nr_pages,
2292                 struct page **page_array)
2293 {
2294         int nodes;
2295         unsigned long nr_pages_per_node;
2296         int delta;
2297         int i;
2298         unsigned long nr_allocated;
2299         unsigned long total_allocated = 0;
2300
2301         nodes = nodes_weight(pol->nodes);
2302         nr_pages_per_node = nr_pages / nodes;
2303         delta = nr_pages - nodes * nr_pages_per_node;
2304
2305         for (i = 0; i < nodes; i++) {
2306                 if (delta) {
2307                         nr_allocated = __alloc_pages_bulk(gfp,
2308                                         interleave_nodes(pol), NULL,
2309                                         nr_pages_per_node + 1, NULL,
2310                                         page_array);
2311                         delta--;
2312                 } else {
2313                         nr_allocated = __alloc_pages_bulk(gfp,
2314                                         interleave_nodes(pol), NULL,
2315                                         nr_pages_per_node, NULL, page_array);
2316                 }
2317
2318                 page_array += nr_allocated;
2319                 total_allocated += nr_allocated;
2320         }
2321
2322         return total_allocated;
2323 }
2324
2325 static unsigned long alloc_pages_bulk_array_preferred_many(gfp_t gfp, int nid,
2326                 struct mempolicy *pol, unsigned long nr_pages,
2327                 struct page **page_array)
2328 {
2329         gfp_t preferred_gfp;
2330         unsigned long nr_allocated = 0;
2331
2332         preferred_gfp = gfp | __GFP_NOWARN;
2333         preferred_gfp &= ~(__GFP_DIRECT_RECLAIM | __GFP_NOFAIL);
2334
2335         nr_allocated  = __alloc_pages_bulk(preferred_gfp, nid, &pol->nodes,
2336                                            nr_pages, NULL, page_array);
2337
2338         if (nr_allocated < nr_pages)
2339                 nr_allocated += __alloc_pages_bulk(gfp, numa_node_id(), NULL,
2340                                 nr_pages - nr_allocated, NULL,
2341                                 page_array + nr_allocated);
2342         return nr_allocated;
2343 }
2344
2345 /* alloc pages bulk and mempolicy should be considered at the
2346  * same time in some situation such as vmalloc.
2347  *
2348  * It can accelerate memory allocation especially interleaving
2349  * allocate memory.
2350  */
2351 unsigned long alloc_pages_bulk_array_mempolicy(gfp_t gfp,
2352                 unsigned long nr_pages, struct page **page_array)
2353 {
2354         struct mempolicy *pol = &default_policy;
2355
2356         if (!in_interrupt() && !(gfp & __GFP_THISNODE))
2357                 pol = get_task_policy(current);
2358
2359         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
2360                 return alloc_pages_bulk_array_interleave(gfp, pol,
2361                                                          nr_pages, page_array);
2362
2363         if (pol->mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
2364                 return alloc_pages_bulk_array_preferred_many(gfp,
2365                                 numa_node_id(), pol, nr_pages, page_array);
2366
2367         return __alloc_pages_bulk(gfp, policy_node(gfp, pol, numa_node_id()),
2368                                   policy_nodemask(gfp, pol), nr_pages, NULL,
2369                                   page_array);
2370 }
2371
2372 int vma_dup_policy(struct vm_area_struct *src, struct vm_area_struct *dst)
2373 {
2374         struct mempolicy *pol = mpol_dup(vma_policy(src));
2375
2376         if (IS_ERR(pol))
2377                 return PTR_ERR(pol);
2378         dst->vm_policy = pol;
2379         return 0;
2380 }
2381
2382 /*
2383  * If mpol_dup() sees current->cpuset == cpuset_being_rebound, then it
2384  * rebinds the mempolicy its copying by calling mpol_rebind_policy()
2385  * with the mems_allowed returned by cpuset_mems_allowed().  This
2386  * keeps mempolicies cpuset relative after its cpuset moves.  See
2387  * further kernel/cpuset.c update_nodemask().
2388  *
2389  * current's mempolicy may be rebinded by the other task(the task that changes
2390  * cpuset's mems), so we needn't do rebind work for current task.
2391  */
2392
2393 /* Slow path of a mempolicy duplicate */
2394 struct mempolicy *__mpol_dup(struct mempolicy *old)
2395 {
2396         struct mempolicy *new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2397
2398         if (!new)
2399                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2400
2401         /* task's mempolicy is protected by alloc_lock */
2402         if (old == current->mempolicy) {
2403                 task_lock(current);
2404                 *new = *old;
2405                 task_unlock(current);
2406         } else
2407                 *new = *old;
2408
2409         if (current_cpuset_is_being_rebound()) {
2410                 nodemask_t mems = cpuset_mems_allowed(current);
2411                 mpol_rebind_policy(new, &mems);
2412         }
2413         atomic_set(&new->refcnt, 1);
2414         return new;
2415 }
2416
2417 /* Slow path of a mempolicy comparison */
2418 bool __mpol_equal(struct mempolicy *a, struct mempolicy *b)
2419 {
2420         if (!a || !b)
2421                 return false;
2422         if (a->mode != b->mode)
2423                 return false;
2424         if (a->flags != b->flags)
2425                 return false;
2426         if (a->home_node != b->home_node)
2427                 return false;
2428         if (mpol_store_user_nodemask(a))
2429                 if (!nodes_equal(a->w.user_nodemask, b->w.user_nodemask))
2430                         return false;
2431
2432         switch (a->mode) {
2433         case MPOL_BIND:
2434         case MPOL_INTERLEAVE:
2435         case MPOL_PREFERRED:
2436         case MPOL_PREFERRED_MANY:
2437                 return !!nodes_equal(a->nodes, b->nodes);
2438         case MPOL_LOCAL:
2439                 return true;
2440         default:
2441                 BUG();
2442                 return false;
2443         }
2444 }
2445
2446 /*
2447  * Shared memory backing store policy support.
2448  *
2449  * Remember policies even when nobody has shared memory mapped.
2450  * The policies are kept in Red-Black tree linked from the inode.
2451  * They are protected by the sp->lock rwlock, which should be held
2452  * for any accesses to the tree.
2453  */
2454
2455 /*
2456  * lookup first element intersecting start-end.  Caller holds sp->lock for
2457  * reading or for writing
2458  */
2459 static struct sp_node *
2460 sp_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long start, unsigned long end)
2461 {
2462         struct rb_node *n = sp->root.rb_node;
2463
2464         while (n) {
2465                 struct sp_node *p = rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2466
2467                 if (start >= p->end)
2468                         n = n->rb_right;
2469                 else if (end <= p->start)
2470                         n = n->rb_left;
2471                 else
2472                         break;
2473         }
2474         if (!n)
2475                 return NULL;
2476         for (;;) {
2477                 struct sp_node *w = NULL;
2478                 struct rb_node *prev = rb_prev(n);
2479                 if (!prev)
2480                         break;
2481                 w = rb_entry(prev, struct sp_node, nd);
2482                 if (w->end <= start)
2483                         break;
2484                 n = prev;
2485         }
2486         return rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2487 }
2488
2489 /*
2490  * Insert a new shared policy into the list.  Caller holds sp->lock for
2491  * writing.
2492  */
2493 static void sp_insert(struct shared_policy *sp, struct sp_node *new)
2494 {
2495         struct rb_node **p = &sp->root.rb_node;
2496         struct rb_node *parent = NULL;
2497         struct sp_node *nd;
2498
2499         while (*p) {
2500                 parent = *p;
2501                 nd = rb_entry(parent, struct sp_node, nd);
2502                 if (new->start < nd->start)
2503                         p = &(*p)->rb_left;
2504                 else if (new->end > nd->end)
2505                         p = &(*p)->rb_right;
2506                 else
2507                         BUG();
2508         }
2509         rb_link_node(&new->nd, parent, p);
2510         rb_insert_color(&new->nd, &sp->root);
2511         pr_debug("inserting %lx-%lx: %d\n", new->start, new->end,
2512                  new->policy ? new->policy->mode : 0);
2513 }
2514
2515 /* Find shared policy intersecting idx */
2516 struct mempolicy *
2517 mpol_shared_policy_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long idx)
2518 {
2519         struct mempolicy *pol = NULL;
2520         struct sp_node *sn;
2521
2522         if (!sp->root.rb_node)
2523                 return NULL;
2524         read_lock(&sp->lock);
2525         sn = sp_lookup(sp, idx, idx+1);
2526         if (sn) {
2527                 mpol_get(sn->policy);
2528                 pol = sn->policy;
2529         }
2530         read_unlock(&sp->lock);
2531         return pol;
2532 }
2533
2534 static void sp_free(struct sp_node *n)
2535 {
2536         mpol_put(n->policy);
2537         kmem_cache_free(sn_cache, n);
2538 }
2539
2540 /**
2541  * mpol_misplaced - check whether current page node is valid in policy
2542  *
2543  * @page: page to be checked
2544  * @vma: vm area where page mapped
2545  * @addr: virtual address where page mapped
2546  *
2547  * Lookup current policy node id for vma,addr and "compare to" page's
2548  * node id.  Policy determination "mimics" alloc_page_vma().
2549  * Called from fault path where we know the vma and faulting address.
2550  *
2551  * Return: NUMA_NO_NODE if the page is in a node that is valid for this
2552  * policy, or a suitable node ID to allocate a replacement page from.
2553  */
2554 int mpol_misplaced(struct page *page, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
2555 {
2556         struct mempolicy *pol;
2557         struct zoneref *z;
2558         int curnid = page_to_nid(page);
2559         unsigned long pgoff;
2560         int thiscpu = raw_smp_processor_id();
2561         int thisnid = cpu_to_node(thiscpu);
2562         int polnid = NUMA_NO_NODE;
2563         int ret = NUMA_NO_NODE;
2564
2565         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2566         if (!(pol->flags & MPOL_F_MOF))
2567                 goto out;
2568
2569         switch (pol->mode) {
2570         case MPOL_INTERLEAVE:
2571                 pgoff = vma->vm_pgoff;
2572                 pgoff += (addr - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2573                 polnid = offset_il_node(pol, pgoff);
2574                 break;
2575
2576         case MPOL_PREFERRED:
2577                 if (node_isset(curnid, pol->nodes))
2578                         goto out;
2579                 polnid = first_node(pol->nodes);
2580                 break;
2581
2582         case MPOL_LOCAL:
2583                 polnid = numa_node_id();
2584                 break;
2585
2586         case MPOL_BIND:
2587                 /* Optimize placement among multiple nodes via NUMA balancing */
2588                 if (pol->flags & MPOL_F_MORON) {
2589                         if (node_isset(thisnid, pol->nodes))
2590                                 break;
2591                         goto out;
2592                 }
2593                 fallthrough;
2594
2595         case MPOL_PREFERRED_MANY:
2596                 /*
2597                  * use current page if in policy nodemask,
2598                  * else select nearest allowed node, if any.
2599                  * If no allowed nodes, use current [!misplaced].
2600                  */
2601                 if (node_isset(curnid, pol->nodes))
2602                         goto out;
2603                 z = first_zones_zonelist(
2604                                 node_zonelist(numa_node_id(), GFP_HIGHUSER),
2605                                 gfp_zone(GFP_HIGHUSER),
2606                                 &pol->nodes);
2607                 polnid = zone_to_nid(z->zone);
2608                 break;
2609
2610         default:
2611                 BUG();
2612         }
2613
2614         /* Migrate the page towards the node whose CPU is referencing it */
2615         if (pol->flags & MPOL_F_MORON) {
2616                 polnid = thisnid;
2617
2618                 if (!should_numa_migrate_memory(current, page, curnid, thiscpu))
2619                         goto out;
2620         }
2621
2622         if (curnid != polnid)
2623                 ret = polnid;
2624 out:
2625         mpol_cond_put(pol);
2626
2627         return ret;
2628 }
2629
2630 /*
2631  * Drop the (possibly final) reference to task->mempolicy.  It needs to be
2632  * dropped after task->mempolicy is set to NULL so that any allocation done as
2633  * part of its kmem_cache_free(), such as by KASAN, doesn't reference a freed
2634  * policy.
2635  */
2636 void mpol_put_task_policy(struct task_struct *task)
2637 {
2638         struct mempolicy *pol;
2639
2640         task_lock(task);
2641         pol = task->mempolicy;
2642         task->mempolicy = NULL;
2643         task_unlock(task);
2644         mpol_put(pol);
2645 }
2646
2647 static void sp_delete(struct shared_policy *sp, struct sp_node *n)
2648 {
2649         pr_debug("deleting %lx-l%lx\n", n->start, n->end);
2650         rb_erase(&n->nd, &sp->root);
2651         sp_free(n);
2652 }
2653
2654 static void sp_node_init(struct sp_node *node, unsigned long start,
2655                         unsigned long end, struct mempolicy *pol)
2656 {
2657         node->start = start;
2658         node->end = end;
2659         node->policy = pol;
2660 }
2661
2662 static struct sp_node *sp_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
2663                                 struct mempolicy *pol)
2664 {
2665         struct sp_node *n;
2666         struct mempolicy *newpol;
2667
2668         n = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2669         if (!n)
2670                 return NULL;
2671
2672         newpol = mpol_dup(pol);
2673         if (IS_ERR(newpol)) {
2674                 kmem_cache_free(sn_cache, n);
2675                 return NULL;
2676         }
2677         newpol->flags |= MPOL_F_SHARED;
2678         sp_node_init(n, start, end, newpol);
2679
2680         return n;
2681 }
2682
2683 /* Replace a policy range. */
2684 static int shared_policy_replace(struct shared_policy *sp, unsigned long start,
2685                                  unsigned long end, struct sp_node *new)
2686 {
2687         struct sp_node *n;
2688         struct sp_node *n_new = NULL;
2689         struct mempolicy *mpol_new = NULL;
2690         int ret = 0;
2691
2692 restart:
2693         write_lock(&sp->lock);
2694         n = sp_lookup(sp, start, end);
2695         /* Take care of old policies in the same range. */
2696         while (n && n->start < end) {
2697                 struct rb_node *next = rb_next(&n->nd);
2698                 if (n->start >= start) {
2699                         if (n->end <= end)
2700                                 sp_delete(sp, n);
2701                         else
2702                                 n->start = end;
2703                 } else {
2704                         /* Old policy spanning whole new range. */
2705                         if (n->end > end) {
2706                                 if (!n_new)
2707                                         goto alloc_new;
2708
2709                                 *mpol_new = *n->policy;
2710                                 atomic_set(&mpol_new->refcnt, 1);
2711                                 sp_node_init(n_new, end, n->end, mpol_new);
2712                                 n->end = start;
2713                                 sp_insert(sp, n_new);
2714                                 n_new = NULL;
2715                                 mpol_new = NULL;
2716                                 break;
2717                         } else
2718                                 n->end = start;
2719                 }
2720                 if (!next)
2721                         break;
2722                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2723         }
2724         if (new)
2725                 sp_insert(sp, new);
2726         write_unlock(&sp->lock);
2727         ret = 0;
2728
2729 err_out:
2730         if (mpol_new)
2731                 mpol_put(mpol_new);
2732         if (n_new)
2733                 kmem_cache_free(sn_cache, n_new);
2734
2735         return ret;
2736
2737 alloc_new:
2738         write_unlock(&sp->lock);
2739         ret = -ENOMEM;
2740         n_new = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2741         if (!n_new)
2742                 goto err_out;
2743         mpol_new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2744         if (!mpol_new)
2745                 goto err_out;
2746         atomic_set(&mpol_new->refcnt, 1);
2747         goto restart;
2748 }
2749
2750 /**
2751  * mpol_shared_policy_init - initialize shared policy for inode
2752  * @sp: pointer to inode shared policy
2753  * @mpol:  struct mempolicy to install
2754  *
2755  * Install non-NULL @mpol in inode's shared policy rb-tree.
2756  * On entry, the current task has a reference on a non-NULL @mpol.
2757  * This must be released on exit.
2758  * This is called at get_inode() calls and we can use GFP_KERNEL.
2759  */
2760 void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *sp, struct mempolicy *mpol)
2761 {
2762         int ret;
2763
2764         sp->root = RB_ROOT;             /* empty tree == default mempolicy */
2765         rwlock_init(&sp->lock);
2766
2767         if (mpol) {
2768                 struct vm_area_struct pvma;
2769                 struct mempolicy *new;
2770                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2771
2772                 if (!scratch)
2773                         goto put_mpol;
2774                 /* contextualize the tmpfs mount point mempolicy */
2775                 new = mpol_new(mpol->mode, mpol->flags, &mpol->w.user_nodemask);
2776                 if (IS_ERR(new))
2777                         goto free_scratch; /* no valid nodemask intersection */
2778
2779                 task_lock(current);
2780                 ret = mpol_set_nodemask(new, &mpol->w.user_nodemask, scratch);
2781                 task_unlock(current);
2782                 if (ret)
2783                         goto put_new;
2784
2785                 /* Create pseudo-vma that contains just the policy */
2786                 vma_init(&pvma, NULL);
2787                 pvma.vm_end = TASK_SIZE;        /* policy covers entire file */
2788                 mpol_set_shared_policy(sp, &pvma, new); /* adds ref */
2789
2790 put_new:
2791                 mpol_put(new);                  /* drop initial ref */
2792 free_scratch:
2793                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2794 put_mpol:
2795                 mpol_put(mpol); /* drop our incoming ref on sb mpol */
2796         }
2797 }
2798
2799 int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *info,
2800                         struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *npol)
2801 {
2802         int err;
2803         struct sp_node *new = NULL;
2804         unsigned long sz = vma_pages(vma);
2805
2806         pr_debug("set_shared_policy %lx sz %lu %d %d %lx\n",
2807                  vma->vm_pgoff,
2808                  sz, npol ? npol->mode : -1,
2809                  npol ? npol->flags : -1,
2810                  npol ? nodes_addr(npol->nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
2811
2812         if (npol) {
2813                 new = sp_alloc(vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, npol);
2814                 if (!new)
2815                         return -ENOMEM;
2816         }
2817         err = shared_policy_replace(info, vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff+sz, new);
2818         if (err && new)
2819                 sp_free(new);
2820         return err;
2821 }
2822
2823 /* Free a backing policy store on inode delete. */
2824 void mpol_free_shared_policy(struct shared_policy *p)
2825 {
2826         struct sp_node *n;
2827         struct rb_node *next;
2828
2829         if (!p->root.rb_node)
2830                 return;
2831         write_lock(&p->lock);
2832         next = rb_first(&p->root);
2833         while (next) {
2834                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2835                 next = rb_next(&n->nd);
2836                 sp_delete(p, n);
2837         }
2838         write_unlock(&p->lock);
2839 }
2840
2841 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2842 static int __initdata numabalancing_override;
2843
2844 static void __init check_numabalancing_enable(void)
2845 {
2846         bool numabalancing_default = false;
2847
2848         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA_BALANCING_DEFAULT_ENABLED))
2849                 numabalancing_default = true;
2850
2851         /* Parsed by setup_numabalancing. override == 1 enables, -1 disables */
2852         if (numabalancing_override)
2853                 set_numabalancing_state(numabalancing_override == 1);
2854
2855         if (num_online_nodes() > 1 && !numabalancing_override) {
2856                 pr_info("%s automatic NUMA balancing. Configure with numa_balancing= or the kernel.numa_balancing sysctl\n",
2857                         numabalancing_default ? "Enabling" : "Disabling");
2858                 set_numabalancing_state(numabalancing_default);
2859         }
2860 }
2861
2862 static int __init setup_numabalancing(char *str)
2863 {
2864         int ret = 0;
2865         if (!str)
2866                 goto out;
2867
2868         if (!strcmp(str, "enable")) {
2869                 numabalancing_override = 1;
2870                 ret = 1;
2871         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2872                 numabalancing_override = -1;
2873                 ret = 1;
2874         }
2875 out:
2876         if (!ret)
2877                 pr_warn("Unable to parse numa_balancing=\n");
2878
2879         return ret;
2880 }
2881 __setup("numa_balancing=", setup_numabalancing);
2882 #else
2883 static inline void __init check_numabalancing_enable(void)
2884 {
2885 }
2886 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2887
2888 /* assumes fs == KERNEL_DS */
2889 void __init numa_policy_init(void)
2890 {
2891         nodemask_t interleave_nodes;
2892         unsigned long largest = 0;
2893         int nid, prefer = 0;
2894
2895         policy_cache = kmem_cache_create("numa_policy",
2896                                          sizeof(struct mempolicy),
2897                                          0, SLAB_PANIC, NULL);
2898
2899         sn_cache = kmem_cache_create("shared_policy_node",
2900                                      sizeof(struct sp_node),
2901                                      0, SLAB_PANIC, NULL);
2902
2903         for_each_node(nid) {
2904                 preferred_node_policy[nid] = (struct mempolicy) {
2905                         .refcnt = ATOMIC_INIT(1),
2906                         .mode = MPOL_PREFERRED,
2907                         .flags = MPOL_F_MOF | MPOL_F_MORON,
2908                         .nodes = nodemask_of_node(nid),
2909                 };
2910         }
2911
2912         /*
2913          * Set interleaving policy for system init. Interleaving is only
2914          * enabled across suitably sized nodes (default is >= 16MB), or
2915          * fall back to the largest node if they're all smaller.
2916          */
2917         nodes_clear(interleave_nodes);
2918         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
2919                 unsigned long total_pages = node_present_pages(nid);
2920
2921                 /* Preserve the largest node */
2922                 if (largest < total_pages) {
2923                         largest = total_pages;
2924                         prefer = nid;
2925                 }
2926
2927                 /* Interleave this node? */
2928                 if ((total_pages << PAGE_SHIFT) >= (16 << 20))
2929                         node_set(nid, interleave_nodes);
2930         }
2931
2932         /* All too small, use the largest */
2933         if (unlikely(nodes_empty(interleave_nodes)))
2934                 node_set(prefer, interleave_nodes);
2935
2936         if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, 0, &interleave_nodes))
2937                 pr_err("%s: interleaving failed\n", __func__);
2938
2939         check_numabalancing_enable();
2940 }
2941
2942 /* Reset policy of current process to default */
2943 void numa_default_policy(void)
2944 {
2945         do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, 0, NULL);
2946 }
2947
2948 /*
2949  * Parse and format mempolicy from/to strings
2950  */
2951
2952 static const char * const policy_modes[] =
2953 {
2954         [MPOL_DEFAULT]    = "default",
2955         [MPOL_PREFERRED]  = "prefer",
2956         [MPOL_BIND]       = "bind",
2957         [MPOL_INTERLEAVE] = "interleave",
2958         [MPOL_LOCAL]      = "local",
2959         [MPOL_PREFERRED_MANY]  = "prefer (many)",
2960 };
2961
2962
2963 #ifdef CONFIG_TMPFS
2964 /**
2965  * mpol_parse_str - parse string to mempolicy, for tmpfs mpol mount option.
2966  * @str:  string containing mempolicy to parse
2967  * @mpol:  pointer to struct mempolicy pointer, returned on success.
2968  *
2969  * Format of input:
2970  *      <mode>[=<flags>][:<nodelist>]
2971  *
2972  * Return: %0 on success, else %1
2973  */
2974 int mpol_parse_str(char *str, struct mempolicy **mpol)
2975 {
2976         struct mempolicy *new = NULL;
2977         unsigned short mode_flags;
2978         nodemask_t nodes;
2979         char *nodelist = strchr(str, ':');
2980         char *flags = strchr(str, '=');
2981         int err = 1, mode;
2982
2983         if (flags)
2984                 *flags++ = '\0';        /* terminate mode string */
2985
2986         if (nodelist) {
2987                 /* NUL-terminate mode or flags string */
2988                 *nodelist++ = '\0';
2989                 if (nodelist_parse(nodelist, nodes))
2990                         goto out;
2991                 if (!nodes_subset(nodes, node_states[N_MEMORY]))
2992                         goto out;
2993         } else
2994                 nodes_clear(nodes);
2995
2996         mode = match_string(policy_modes, MPOL_MAX, str);
2997         if (mode < 0)
2998                 goto out;
2999
3000         switch (mode) {
3001         case MPOL_PREFERRED:
3002                 /*
3003                  * Insist on a nodelist of one node only, although later
3004                  * we use first_node(nodes) to grab a single node, so here
3005                  * nodelist (or nodes) cannot be empty.
3006                  */
3007                 if (nodelist) {
3008                         char *rest = nodelist;
3009                         while (isdigit(*rest))
3010                                 rest++;
3011                         if (*rest)
3012                                 goto out;
3013                         if (nodes_empty(nodes))
3014                                 goto out;
3015                 }
3016                 break;
3017         case MPOL_INTERLEAVE:
3018                 /*
3019                  * Default to online nodes with memory if no nodelist
3020                  */
3021                 if (!nodelist)
3022                         nodes = node_states[N_MEMORY];
3023                 break;
3024         case MPOL_LOCAL:
3025                 /*
3026                  * Don't allow a nodelist;  mpol_new() checks flags
3027                  */
3028                 if (nodelist)
3029                         goto out;
3030                 break;
3031         case MPOL_DEFAULT:
3032                 /*
3033                  * Insist on a empty nodelist
3034                  */
3035                 if (!nodelist)
3036                         err = 0;
3037                 goto out;
3038         case MPOL_PREFERRED_MANY:
3039         case MPOL_BIND:
3040                 /*
3041                  * Insist on a nodelist
3042                  */
3043                 if (!nodelist)
3044                         goto out;
3045         }
3046
3047         mode_flags = 0;
3048         if (flags) {
3049                 /*
3050                  * Currently, we only support two mutually exclusive
3051                  * mode flags.
3052                  */
3053                 if (!strcmp(flags, "static"))
3054                         mode_flags |= MPOL_F_STATIC_NODES;
3055                 else if (!strcmp(flags, "relative"))
3056                         mode_flags |= MPOL_F_RELATIVE_NODES;
3057                 else
3058                         goto out;
3059         }
3060
3061         new = mpol_new(mode, mode_flags, &nodes);
3062         if (IS_ERR(new))
3063                 goto out;
3064
3065         /*
3066          * Save nodes for mpol_to_str() to show the tmpfs mount options
3067          * for /proc/mounts, /proc/pid/mounts and /proc/pid/mountinfo.
3068          */
3069         if (mode != MPOL_PREFERRED) {
3070                 new->nodes = nodes;
3071         } else if (nodelist) {
3072                 nodes_clear(new->nodes);
3073                 node_set(first_node(nodes), new->nodes);
3074         } else {
3075                 new->mode = MPOL_LOCAL;
3076         }
3077
3078         /*
3079          * Save nodes for contextualization: this will be used to "clone"
3080          * the mempolicy in a specific context [cpuset] at a later time.
3081          */
3082         new->w.user_nodemask = nodes;
3083
3084         err = 0;
3085
3086 out:
3087         /* Restore string for error message */
3088         if (nodelist)
3089                 *--nodelist = ':';
3090         if (flags)
3091                 *--flags = '=';
3092         if (!err)
3093                 *mpol = new;
3094         return err;
3095 }
3096 #endif /* CONFIG_TMPFS */
3097
3098 /**
3099  * mpol_to_str - format a mempolicy structure for printing
3100  * @buffer:  to contain formatted mempolicy string
3101  * @maxlen:  length of @buffer
3102  * @pol:  pointer to mempolicy to be formatted
3103  *
3104  * Convert @pol into a string.  If @buffer is too short, truncate the string.
3105  * Recommend a @maxlen of at least 32 for the longest mode, "interleave", the
3106  * longest flag, "relative", and to display at least a few node ids.
3107  */
3108 void mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol)
3109 {
3110         char *p = buffer;
3111         nodemask_t nodes = NODE_MASK_NONE;
3112         unsigned short mode = MPOL_DEFAULT;
3113         unsigned short flags = 0;
3114
3115         if (pol && pol != &default_policy && !(pol->flags & MPOL_F_MORON)) {
3116                 mode = pol->mode;
3117                 flags = pol->flags;
3118         }
3119
3120         switch (mode) {
3121         case MPOL_DEFAULT:
3122         case MPOL_LOCAL:
3123                 break;
3124         case MPOL_PREFERRED:
3125         case MPOL_PREFERRED_MANY:
3126         case MPOL_BIND:
3127         case MPOL_INTERLEAVE:
3128                 nodes = pol->nodes;
3129                 break;
3130         default:
3131                 WARN_ON_ONCE(1);
3132                 snprintf(p, maxlen, "unknown");
3133                 return;
3134         }
3135
3136         p += snprintf(p, maxlen, "%s", policy_modes[mode]);
3137
3138         if (flags & MPOL_MODE_FLAGS) {
3139                 p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "=");
3140
3141                 /*
3142                  * Currently, the only defined flags are mutually exclusive
3143                  */
3144                 if (flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
3145                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "static");
3146                 else if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
3147                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "relative");
3148         }
3149
3150         if (!nodes_empty(nodes))
3151                 p += scnprintf(p, buffer + maxlen - p, ":%*pbl",
3152                                nodemask_pr_args(&nodes));
3153 }