Merge tag 'pci-v5.11-fixes-1' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/helgaa...
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / mempolicy.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  * Simple NUMA memory policy for the Linux kernel.
4  *
5  * Copyright 2003,2004 Andi Kleen, SuSE Labs.
6  * (C) Copyright 2005 Christoph Lameter, Silicon Graphics, Inc.
7  *
8  * NUMA policy allows the user to give hints in which node(s) memory should
9  * be allocated.
10  *
11  * Support four policies per VMA and per process:
12  *
13  * The VMA policy has priority over the process policy for a page fault.
14  *
15  * interleave     Allocate memory interleaved over a set of nodes,
16  *                with normal fallback if it fails.
17  *                For VMA based allocations this interleaves based on the
18  *                offset into the backing object or offset into the mapping
19  *                for anonymous memory. For process policy an process counter
20  *                is used.
21  *
22  * bind           Only allocate memory on a specific set of nodes,
23  *                no fallback.
24  *                FIXME: memory is allocated starting with the first node
25  *                to the last. It would be better if bind would truly restrict
26  *                the allocation to memory nodes instead
27  *
28  * preferred       Try a specific node first before normal fallback.
29  *                As a special case NUMA_NO_NODE here means do the allocation
30  *                on the local CPU. This is normally identical to default,
31  *                but useful to set in a VMA when you have a non default
32  *                process policy.
33  *
34  * default        Allocate on the local node first, or when on a VMA
35  *                use the process policy. This is what Linux always did
36  *                in a NUMA aware kernel and still does by, ahem, default.
37  *
38  * The process policy is applied for most non interrupt memory allocations
39  * in that process' context. Interrupts ignore the policies and always
40  * try to allocate on the local CPU. The VMA policy is only applied for memory
41  * allocations for a VMA in the VM.
42  *
43  * Currently there are a few corner cases in swapping where the policy
44  * is not applied, but the majority should be handled. When process policy
45  * is used it is not remembered over swap outs/swap ins.
46  *
47  * Only the highest zone in the zone hierarchy gets policied. Allocations
48  * requesting a lower zone just use default policy. This implies that
49  * on systems with highmem kernel lowmem allocation don't get policied.
50  * Same with GFP_DMA allocations.
51  *
52  * For shmfs/tmpfs/hugetlbfs shared memory the policy is shared between
53  * all users and remembered even when nobody has memory mapped.
54  */
55
56 /* Notebook:
57    fix mmap readahead to honour policy and enable policy for any page cache
58    object
59    statistics for bigpages
60    global policy for page cache? currently it uses process policy. Requires
61    first item above.
62    handle mremap for shared memory (currently ignored for the policy)
63    grows down?
64    make bind policy root only? It can trigger oom much faster and the
65    kernel is not always grateful with that.
66 */
67
68 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
69
70 #include <linux/mempolicy.h>
71 #include <linux/pagewalk.h>
72 #include <linux/highmem.h>
73 #include <linux/hugetlb.h>
74 #include <linux/kernel.h>
75 #include <linux/sched.h>
76 #include <linux/sched/mm.h>
77 #include <linux/sched/numa_balancing.h>
78 #include <linux/sched/task.h>
79 #include <linux/nodemask.h>
80 #include <linux/cpuset.h>
81 #include <linux/slab.h>
82 #include <linux/string.h>
83 #include <linux/export.h>
84 #include <linux/nsproxy.h>
85 #include <linux/interrupt.h>
86 #include <linux/init.h>
87 #include <linux/compat.h>
88 #include <linux/ptrace.h>
89 #include <linux/swap.h>
90 #include <linux/seq_file.h>
91 #include <linux/proc_fs.h>
92 #include <linux/migrate.h>
93 #include <linux/ksm.h>
94 #include <linux/rmap.h>
95 #include <linux/security.h>
96 #include <linux/syscalls.h>
97 #include <linux/ctype.h>
98 #include <linux/mm_inline.h>
99 #include <linux/mmu_notifier.h>
100 #include <linux/printk.h>
101 #include <linux/swapops.h>
102
103 #include <asm/tlbflush.h>
104 #include <linux/uaccess.h>
105
106 #include "internal.h"
107
108 /* Internal flags */
109 #define MPOL_MF_DISCONTIG_OK (MPOL_MF_INTERNAL << 0)    /* Skip checks for continuous vmas */
110 #define MPOL_MF_INVERT (MPOL_MF_INTERNAL << 1)          /* Invert check for nodemask */
111
112 static struct kmem_cache *policy_cache;
113 static struct kmem_cache *sn_cache;
114
115 /* Highest zone. An specific allocation for a zone below that is not
116    policied. */
117 enum zone_type policy_zone = 0;
118
119 /*
120  * run-time system-wide default policy => local allocation
121  */
122 static struct mempolicy default_policy = {
123         .refcnt = ATOMIC_INIT(1), /* never free it */
124         .mode = MPOL_PREFERRED,
125         .flags = MPOL_F_LOCAL,
126 };
127
128 static struct mempolicy preferred_node_policy[MAX_NUMNODES];
129
130 /**
131  * numa_map_to_online_node - Find closest online node
132  * @node: Node id to start the search
133  *
134  * Lookup the next closest node by distance if @nid is not online.
135  */
136 int numa_map_to_online_node(int node)
137 {
138         int min_dist = INT_MAX, dist, n, min_node;
139
140         if (node == NUMA_NO_NODE || node_online(node))
141                 return node;
142
143         min_node = node;
144         for_each_online_node(n) {
145                 dist = node_distance(node, n);
146                 if (dist < min_dist) {
147                         min_dist = dist;
148                         min_node = n;
149                 }
150         }
151
152         return min_node;
153 }
154 EXPORT_SYMBOL_GPL(numa_map_to_online_node);
155
156 struct mempolicy *get_task_policy(struct task_struct *p)
157 {
158         struct mempolicy *pol = p->mempolicy;
159         int node;
160
161         if (pol)
162                 return pol;
163
164         node = numa_node_id();
165         if (node != NUMA_NO_NODE) {
166                 pol = &preferred_node_policy[node];
167                 /* preferred_node_policy is not initialised early in boot */
168                 if (pol->mode)
169                         return pol;
170         }
171
172         return &default_policy;
173 }
174
175 static const struct mempolicy_operations {
176         int (*create)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
177         void (*rebind)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
178 } mpol_ops[MPOL_MAX];
179
180 static inline int mpol_store_user_nodemask(const struct mempolicy *pol)
181 {
182         return pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS;
183 }
184
185 static void mpol_relative_nodemask(nodemask_t *ret, const nodemask_t *orig,
186                                    const nodemask_t *rel)
187 {
188         nodemask_t tmp;
189         nodes_fold(tmp, *orig, nodes_weight(*rel));
190         nodes_onto(*ret, tmp, *rel);
191 }
192
193 static int mpol_new_interleave(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
194 {
195         if (nodes_empty(*nodes))
196                 return -EINVAL;
197         pol->v.nodes = *nodes;
198         return 0;
199 }
200
201 static int mpol_new_preferred(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
202 {
203         if (!nodes)
204                 pol->flags |= MPOL_F_LOCAL;     /* local allocation */
205         else if (nodes_empty(*nodes))
206                 return -EINVAL;                 /*  no allowed nodes */
207         else
208                 pol->v.preferred_node = first_node(*nodes);
209         return 0;
210 }
211
212 static int mpol_new_bind(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
213 {
214         if (nodes_empty(*nodes))
215                 return -EINVAL;
216         pol->v.nodes = *nodes;
217         return 0;
218 }
219
220 /*
221  * mpol_set_nodemask is called after mpol_new() to set up the nodemask, if
222  * any, for the new policy.  mpol_new() has already validated the nodes
223  * parameter with respect to the policy mode and flags.  But, we need to
224  * handle an empty nodemask with MPOL_PREFERRED here.
225  *
226  * Must be called holding task's alloc_lock to protect task's mems_allowed
227  * and mempolicy.  May also be called holding the mmap_lock for write.
228  */
229 static int mpol_set_nodemask(struct mempolicy *pol,
230                      const nodemask_t *nodes, struct nodemask_scratch *nsc)
231 {
232         int ret;
233
234         /* if mode is MPOL_DEFAULT, pol is NULL. This is right. */
235         if (pol == NULL)
236                 return 0;
237         /* Check N_MEMORY */
238         nodes_and(nsc->mask1,
239                   cpuset_current_mems_allowed, node_states[N_MEMORY]);
240
241         VM_BUG_ON(!nodes);
242         if (pol->mode == MPOL_PREFERRED && nodes_empty(*nodes))
243                 nodes = NULL;   /* explicit local allocation */
244         else {
245                 if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
246                         mpol_relative_nodemask(&nsc->mask2, nodes, &nsc->mask1);
247                 else
248                         nodes_and(nsc->mask2, *nodes, nsc->mask1);
249
250                 if (mpol_store_user_nodemask(pol))
251                         pol->w.user_nodemask = *nodes;
252                 else
253                         pol->w.cpuset_mems_allowed =
254                                                 cpuset_current_mems_allowed;
255         }
256
257         if (nodes)
258                 ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, &nsc->mask2);
259         else
260                 ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, NULL);
261         return ret;
262 }
263
264 /*
265  * This function just creates a new policy, does some check and simple
266  * initialization. You must invoke mpol_set_nodemask() to set nodes.
267  */
268 static struct mempolicy *mpol_new(unsigned short mode, unsigned short flags,
269                                   nodemask_t *nodes)
270 {
271         struct mempolicy *policy;
272
273         pr_debug("setting mode %d flags %d nodes[0] %lx\n",
274                  mode, flags, nodes ? nodes_addr(*nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
275
276         if (mode == MPOL_DEFAULT) {
277                 if (nodes && !nodes_empty(*nodes))
278                         return ERR_PTR(-EINVAL);
279                 return NULL;
280         }
281         VM_BUG_ON(!nodes);
282
283         /*
284          * MPOL_PREFERRED cannot be used with MPOL_F_STATIC_NODES or
285          * MPOL_F_RELATIVE_NODES if the nodemask is empty (local allocation).
286          * All other modes require a valid pointer to a non-empty nodemask.
287          */
288         if (mode == MPOL_PREFERRED) {
289                 if (nodes_empty(*nodes)) {
290                         if (((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
291                              (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)))
292                                 return ERR_PTR(-EINVAL);
293                 }
294         } else if (mode == MPOL_LOCAL) {
295                 if (!nodes_empty(*nodes) ||
296                     (flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
297                     (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
298                         return ERR_PTR(-EINVAL);
299                 mode = MPOL_PREFERRED;
300         } else if (nodes_empty(*nodes))
301                 return ERR_PTR(-EINVAL);
302         policy = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
303         if (!policy)
304                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
305         atomic_set(&policy->refcnt, 1);
306         policy->mode = mode;
307         policy->flags = flags;
308
309         return policy;
310 }
311
312 /* Slow path of a mpol destructor. */
313 void __mpol_put(struct mempolicy *p)
314 {
315         if (!atomic_dec_and_test(&p->refcnt))
316                 return;
317         kmem_cache_free(policy_cache, p);
318 }
319
320 static void mpol_rebind_default(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
321 {
322 }
323
324 static void mpol_rebind_nodemask(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
325 {
326         nodemask_t tmp;
327
328         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
329                 nodes_and(tmp, pol->w.user_nodemask, *nodes);
330         else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
331                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
332         else {
333                 nodes_remap(tmp, pol->v.nodes,pol->w.cpuset_mems_allowed,
334                                                                 *nodes);
335                 pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
336         }
337
338         if (nodes_empty(tmp))
339                 tmp = *nodes;
340
341         pol->v.nodes = tmp;
342 }
343
344 static void mpol_rebind_preferred(struct mempolicy *pol,
345                                                 const nodemask_t *nodes)
346 {
347         nodemask_t tmp;
348
349         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES) {
350                 int node = first_node(pol->w.user_nodemask);
351
352                 if (node_isset(node, *nodes)) {
353                         pol->v.preferred_node = node;
354                         pol->flags &= ~MPOL_F_LOCAL;
355                 } else
356                         pol->flags |= MPOL_F_LOCAL;
357         } else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES) {
358                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
359                 pol->v.preferred_node = first_node(tmp);
360         } else if (!(pol->flags & MPOL_F_LOCAL)) {
361                 pol->v.preferred_node = node_remap(pol->v.preferred_node,
362                                                    pol->w.cpuset_mems_allowed,
363                                                    *nodes);
364                 pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
365         }
366 }
367
368 /*
369  * mpol_rebind_policy - Migrate a policy to a different set of nodes
370  *
371  * Per-vma policies are protected by mmap_lock. Allocations using per-task
372  * policies are protected by task->mems_allowed_seq to prevent a premature
373  * OOM/allocation failure due to parallel nodemask modification.
374  */
375 static void mpol_rebind_policy(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *newmask)
376 {
377         if (!pol)
378                 return;
379         if (!mpol_store_user_nodemask(pol) && !(pol->flags & MPOL_F_LOCAL) &&
380             nodes_equal(pol->w.cpuset_mems_allowed, *newmask))
381                 return;
382
383         mpol_ops[pol->mode].rebind(pol, newmask);
384 }
385
386 /*
387  * Wrapper for mpol_rebind_policy() that just requires task
388  * pointer, and updates task mempolicy.
389  *
390  * Called with task's alloc_lock held.
391  */
392
393 void mpol_rebind_task(struct task_struct *tsk, const nodemask_t *new)
394 {
395         mpol_rebind_policy(tsk->mempolicy, new);
396 }
397
398 /*
399  * Rebind each vma in mm to new nodemask.
400  *
401  * Call holding a reference to mm.  Takes mm->mmap_lock during call.
402  */
403
404 void mpol_rebind_mm(struct mm_struct *mm, nodemask_t *new)
405 {
406         struct vm_area_struct *vma;
407
408         mmap_write_lock(mm);
409         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next)
410                 mpol_rebind_policy(vma->vm_policy, new);
411         mmap_write_unlock(mm);
412 }
413
414 static const struct mempolicy_operations mpol_ops[MPOL_MAX] = {
415         [MPOL_DEFAULT] = {
416                 .rebind = mpol_rebind_default,
417         },
418         [MPOL_INTERLEAVE] = {
419                 .create = mpol_new_interleave,
420                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
421         },
422         [MPOL_PREFERRED] = {
423                 .create = mpol_new_preferred,
424                 .rebind = mpol_rebind_preferred,
425         },
426         [MPOL_BIND] = {
427                 .create = mpol_new_bind,
428                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
429         },
430 };
431
432 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
433                                 unsigned long flags);
434
435 struct queue_pages {
436         struct list_head *pagelist;
437         unsigned long flags;
438         nodemask_t *nmask;
439         unsigned long start;
440         unsigned long end;
441         struct vm_area_struct *first;
442 };
443
444 /*
445  * Check if the page's nid is in qp->nmask.
446  *
447  * If MPOL_MF_INVERT is set in qp->flags, check if the nid is
448  * in the invert of qp->nmask.
449  */
450 static inline bool queue_pages_required(struct page *page,
451                                         struct queue_pages *qp)
452 {
453         int nid = page_to_nid(page);
454         unsigned long flags = qp->flags;
455
456         return node_isset(nid, *qp->nmask) == !(flags & MPOL_MF_INVERT);
457 }
458
459 /*
460  * queue_pages_pmd() has four possible return values:
461  * 0 - pages are placed on the right node or queued successfully.
462  * 1 - there is unmovable page, and MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
463  *     specified.
464  * 2 - THP was split.
465  * -EIO - is migration entry or only MPOL_MF_STRICT was specified and an
466  *        existing page was already on a node that does not follow the
467  *        policy.
468  */
469 static int queue_pages_pmd(pmd_t *pmd, spinlock_t *ptl, unsigned long addr,
470                                 unsigned long end, struct mm_walk *walk)
471         __releases(ptl)
472 {
473         int ret = 0;
474         struct page *page;
475         struct queue_pages *qp = walk->private;
476         unsigned long flags;
477
478         if (unlikely(is_pmd_migration_entry(*pmd))) {
479                 ret = -EIO;
480                 goto unlock;
481         }
482         page = pmd_page(*pmd);
483         if (is_huge_zero_page(page)) {
484                 spin_unlock(ptl);
485                 __split_huge_pmd(walk->vma, pmd, addr, false, NULL);
486                 ret = 2;
487                 goto out;
488         }
489         if (!queue_pages_required(page, qp))
490                 goto unlock;
491
492         flags = qp->flags;
493         /* go to thp migration */
494         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
495                 if (!vma_migratable(walk->vma) ||
496                     migrate_page_add(page, qp->pagelist, flags)) {
497                         ret = 1;
498                         goto unlock;
499                 }
500         } else
501                 ret = -EIO;
502 unlock:
503         spin_unlock(ptl);
504 out:
505         return ret;
506 }
507
508 /*
509  * Scan through pages checking if pages follow certain conditions,
510  * and move them to the pagelist if they do.
511  *
512  * queue_pages_pte_range() has three possible return values:
513  * 0 - pages are placed on the right node or queued successfully.
514  * 1 - there is unmovable page, and MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
515  *     specified.
516  * -EIO - only MPOL_MF_STRICT was specified and an existing page was already
517  *        on a node that does not follow the policy.
518  */
519 static int queue_pages_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
520                         unsigned long end, struct mm_walk *walk)
521 {
522         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
523         struct page *page;
524         struct queue_pages *qp = walk->private;
525         unsigned long flags = qp->flags;
526         int ret;
527         bool has_unmovable = false;
528         pte_t *pte, *mapped_pte;
529         spinlock_t *ptl;
530
531         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
532         if (ptl) {
533                 ret = queue_pages_pmd(pmd, ptl, addr, end, walk);
534                 if (ret != 2)
535                         return ret;
536         }
537         /* THP was split, fall through to pte walk */
538
539         if (pmd_trans_unstable(pmd))
540                 return 0;
541
542         mapped_pte = pte = pte_offset_map_lock(walk->mm, pmd, addr, &ptl);
543         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE) {
544                 if (!pte_present(*pte))
545                         continue;
546                 page = vm_normal_page(vma, addr, *pte);
547                 if (!page)
548                         continue;
549                 /*
550                  * vm_normal_page() filters out zero pages, but there might
551                  * still be PageReserved pages to skip, perhaps in a VDSO.
552                  */
553                 if (PageReserved(page))
554                         continue;
555                 if (!queue_pages_required(page, qp))
556                         continue;
557                 if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
558                         /* MPOL_MF_STRICT must be specified if we get here */
559                         if (!vma_migratable(vma)) {
560                                 has_unmovable = true;
561                                 break;
562                         }
563
564                         /*
565                          * Do not abort immediately since there may be
566                          * temporary off LRU pages in the range.  Still
567                          * need migrate other LRU pages.
568                          */
569                         if (migrate_page_add(page, qp->pagelist, flags))
570                                 has_unmovable = true;
571                 } else
572                         break;
573         }
574         pte_unmap_unlock(mapped_pte, ptl);
575         cond_resched();
576
577         if (has_unmovable)
578                 return 1;
579
580         return addr != end ? -EIO : 0;
581 }
582
583 static int queue_pages_hugetlb(pte_t *pte, unsigned long hmask,
584                                unsigned long addr, unsigned long end,
585                                struct mm_walk *walk)
586 {
587         int ret = 0;
588 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
589         struct queue_pages *qp = walk->private;
590         unsigned long flags = (qp->flags & MPOL_MF_VALID);
591         struct page *page;
592         spinlock_t *ptl;
593         pte_t entry;
594
595         ptl = huge_pte_lock(hstate_vma(walk->vma), walk->mm, pte);
596         entry = huge_ptep_get(pte);
597         if (!pte_present(entry))
598                 goto unlock;
599         page = pte_page(entry);
600         if (!queue_pages_required(page, qp))
601                 goto unlock;
602
603         if (flags == MPOL_MF_STRICT) {
604                 /*
605                  * STRICT alone means only detecting misplaced page and no
606                  * need to further check other vma.
607                  */
608                 ret = -EIO;
609                 goto unlock;
610         }
611
612         if (!vma_migratable(walk->vma)) {
613                 /*
614                  * Must be STRICT with MOVE*, otherwise .test_walk() have
615                  * stopped walking current vma.
616                  * Detecting misplaced page but allow migrating pages which
617                  * have been queued.
618                  */
619                 ret = 1;
620                 goto unlock;
621         }
622
623         /* With MPOL_MF_MOVE, we migrate only unshared hugepage. */
624         if (flags & (MPOL_MF_MOVE_ALL) ||
625             (flags & MPOL_MF_MOVE && page_mapcount(page) == 1)) {
626                 if (!isolate_huge_page(page, qp->pagelist) &&
627                         (flags & MPOL_MF_STRICT))
628                         /*
629                          * Failed to isolate page but allow migrating pages
630                          * which have been queued.
631                          */
632                         ret = 1;
633         }
634 unlock:
635         spin_unlock(ptl);
636 #else
637         BUG();
638 #endif
639         return ret;
640 }
641
642 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
643 /*
644  * This is used to mark a range of virtual addresses to be inaccessible.
645  * These are later cleared by a NUMA hinting fault. Depending on these
646  * faults, pages may be migrated for better NUMA placement.
647  *
648  * This is assuming that NUMA faults are handled using PROT_NONE. If
649  * an architecture makes a different choice, it will need further
650  * changes to the core.
651  */
652 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
653                         unsigned long addr, unsigned long end)
654 {
655         int nr_updated;
656
657         nr_updated = change_protection(vma, addr, end, PAGE_NONE, MM_CP_PROT_NUMA);
658         if (nr_updated)
659                 count_vm_numa_events(NUMA_PTE_UPDATES, nr_updated);
660
661         return nr_updated;
662 }
663 #else
664 static unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
665                         unsigned long addr, unsigned long end)
666 {
667         return 0;
668 }
669 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
670
671 static int queue_pages_test_walk(unsigned long start, unsigned long end,
672                                 struct mm_walk *walk)
673 {
674         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
675         struct queue_pages *qp = walk->private;
676         unsigned long endvma = vma->vm_end;
677         unsigned long flags = qp->flags;
678
679         /* range check first */
680         VM_BUG_ON_VMA((vma->vm_start > start) || (vma->vm_end < end), vma);
681
682         if (!qp->first) {
683                 qp->first = vma;
684                 if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK) &&
685                         (qp->start < vma->vm_start))
686                         /* hole at head side of range */
687                         return -EFAULT;
688         }
689         if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK) &&
690                 ((vma->vm_end < qp->end) &&
691                 (!vma->vm_next || vma->vm_end < vma->vm_next->vm_start)))
692                 /* hole at middle or tail of range */
693                 return -EFAULT;
694
695         /*
696          * Need check MPOL_MF_STRICT to return -EIO if possible
697          * regardless of vma_migratable
698          */
699         if (!vma_migratable(vma) &&
700             !(flags & MPOL_MF_STRICT))
701                 return 1;
702
703         if (endvma > end)
704                 endvma = end;
705
706         if (flags & MPOL_MF_LAZY) {
707                 /* Similar to task_numa_work, skip inaccessible VMAs */
708                 if (!is_vm_hugetlb_page(vma) && vma_is_accessible(vma) &&
709                         !(vma->vm_flags & VM_MIXEDMAP))
710                         change_prot_numa(vma, start, endvma);
711                 return 1;
712         }
713
714         /* queue pages from current vma */
715         if (flags & MPOL_MF_VALID)
716                 return 0;
717         return 1;
718 }
719
720 static const struct mm_walk_ops queue_pages_walk_ops = {
721         .hugetlb_entry          = queue_pages_hugetlb,
722         .pmd_entry              = queue_pages_pte_range,
723         .test_walk              = queue_pages_test_walk,
724 };
725
726 /*
727  * Walk through page tables and collect pages to be migrated.
728  *
729  * If pages found in a given range are on a set of nodes (determined by
730  * @nodes and @flags,) it's isolated and queued to the pagelist which is
731  * passed via @private.
732  *
733  * queue_pages_range() has three possible return values:
734  * 1 - there is unmovable page, but MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
735  *     specified.
736  * 0 - queue pages successfully or no misplaced page.
737  * errno - i.e. misplaced pages with MPOL_MF_STRICT specified (-EIO) or
738  *         memory range specified by nodemask and maxnode points outside
739  *         your accessible address space (-EFAULT)
740  */
741 static int
742 queue_pages_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start, unsigned long end,
743                 nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
744                 struct list_head *pagelist)
745 {
746         int err;
747         struct queue_pages qp = {
748                 .pagelist = pagelist,
749                 .flags = flags,
750                 .nmask = nodes,
751                 .start = start,
752                 .end = end,
753                 .first = NULL,
754         };
755
756         err = walk_page_range(mm, start, end, &queue_pages_walk_ops, &qp);
757
758         if (!qp.first)
759                 /* whole range in hole */
760                 err = -EFAULT;
761
762         return err;
763 }
764
765 /*
766  * Apply policy to a single VMA
767  * This must be called with the mmap_lock held for writing.
768  */
769 static int vma_replace_policy(struct vm_area_struct *vma,
770                                                 struct mempolicy *pol)
771 {
772         int err;
773         struct mempolicy *old;
774         struct mempolicy *new;
775
776         pr_debug("vma %lx-%lx/%lx vm_ops %p vm_file %p set_policy %p\n",
777                  vma->vm_start, vma->vm_end, vma->vm_pgoff,
778                  vma->vm_ops, vma->vm_file,
779                  vma->vm_ops ? vma->vm_ops->set_policy : NULL);
780
781         new = mpol_dup(pol);
782         if (IS_ERR(new))
783                 return PTR_ERR(new);
784
785         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->set_policy) {
786                 err = vma->vm_ops->set_policy(vma, new);
787                 if (err)
788                         goto err_out;
789         }
790
791         old = vma->vm_policy;
792         vma->vm_policy = new; /* protected by mmap_lock */
793         mpol_put(old);
794
795         return 0;
796  err_out:
797         mpol_put(new);
798         return err;
799 }
800
801 /* Step 2: apply policy to a range and do splits. */
802 static int mbind_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
803                        unsigned long end, struct mempolicy *new_pol)
804 {
805         struct vm_area_struct *next;
806         struct vm_area_struct *prev;
807         struct vm_area_struct *vma;
808         int err = 0;
809         pgoff_t pgoff;
810         unsigned long vmstart;
811         unsigned long vmend;
812
813         vma = find_vma(mm, start);
814         VM_BUG_ON(!vma);
815
816         prev = vma->vm_prev;
817         if (start > vma->vm_start)
818                 prev = vma;
819
820         for (; vma && vma->vm_start < end; prev = vma, vma = next) {
821                 next = vma->vm_next;
822                 vmstart = max(start, vma->vm_start);
823                 vmend   = min(end, vma->vm_end);
824
825                 if (mpol_equal(vma_policy(vma), new_pol))
826                         continue;
827
828                 pgoff = vma->vm_pgoff +
829                         ((vmstart - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
830                 prev = vma_merge(mm, prev, vmstart, vmend, vma->vm_flags,
831                                  vma->anon_vma, vma->vm_file, pgoff,
832                                  new_pol, vma->vm_userfaultfd_ctx);
833                 if (prev) {
834                         vma = prev;
835                         next = vma->vm_next;
836                         if (mpol_equal(vma_policy(vma), new_pol))
837                                 continue;
838                         /* vma_merge() joined vma && vma->next, case 8 */
839                         goto replace;
840                 }
841                 if (vma->vm_start != vmstart) {
842                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmstart, 1);
843                         if (err)
844                                 goto out;
845                 }
846                 if (vma->vm_end != vmend) {
847                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmend, 0);
848                         if (err)
849                                 goto out;
850                 }
851  replace:
852                 err = vma_replace_policy(vma, new_pol);
853                 if (err)
854                         goto out;
855         }
856
857  out:
858         return err;
859 }
860
861 /* Set the process memory policy */
862 static long do_set_mempolicy(unsigned short mode, unsigned short flags,
863                              nodemask_t *nodes)
864 {
865         struct mempolicy *new, *old;
866         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
867         int ret;
868
869         if (!scratch)
870                 return -ENOMEM;
871
872         new = mpol_new(mode, flags, nodes);
873         if (IS_ERR(new)) {
874                 ret = PTR_ERR(new);
875                 goto out;
876         }
877
878         ret = mpol_set_nodemask(new, nodes, scratch);
879         if (ret) {
880                 mpol_put(new);
881                 goto out;
882         }
883         task_lock(current);
884         old = current->mempolicy;
885         current->mempolicy = new;
886         if (new && new->mode == MPOL_INTERLEAVE)
887                 current->il_prev = MAX_NUMNODES-1;
888         task_unlock(current);
889         mpol_put(old);
890         ret = 0;
891 out:
892         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
893         return ret;
894 }
895
896 /*
897  * Return nodemask for policy for get_mempolicy() query
898  *
899  * Called with task's alloc_lock held
900  */
901 static void get_policy_nodemask(struct mempolicy *p, nodemask_t *nodes)
902 {
903         nodes_clear(*nodes);
904         if (p == &default_policy)
905                 return;
906
907         switch (p->mode) {
908         case MPOL_BIND:
909         case MPOL_INTERLEAVE:
910                 *nodes = p->v.nodes;
911                 break;
912         case MPOL_PREFERRED:
913                 if (!(p->flags & MPOL_F_LOCAL))
914                         node_set(p->v.preferred_node, *nodes);
915                 /* else return empty node mask for local allocation */
916                 break;
917         default:
918                 BUG();
919         }
920 }
921
922 static int lookup_node(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
923 {
924         struct page *p = NULL;
925         int err;
926
927         int locked = 1;
928         err = get_user_pages_locked(addr & PAGE_MASK, 1, 0, &p, &locked);
929         if (err > 0) {
930                 err = page_to_nid(p);
931                 put_page(p);
932         }
933         if (locked)
934                 mmap_read_unlock(mm);
935         return err;
936 }
937
938 /* Retrieve NUMA policy */
939 static long do_get_mempolicy(int *policy, nodemask_t *nmask,
940                              unsigned long addr, unsigned long flags)
941 {
942         int err;
943         struct mm_struct *mm = current->mm;
944         struct vm_area_struct *vma = NULL;
945         struct mempolicy *pol = current->mempolicy, *pol_refcount = NULL;
946
947         if (flags &
948                 ~(unsigned long)(MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR|MPOL_F_MEMS_ALLOWED))
949                 return -EINVAL;
950
951         if (flags & MPOL_F_MEMS_ALLOWED) {
952                 if (flags & (MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR))
953                         return -EINVAL;
954                 *policy = 0;    /* just so it's initialized */
955                 task_lock(current);
956                 *nmask  = cpuset_current_mems_allowed;
957                 task_unlock(current);
958                 return 0;
959         }
960
961         if (flags & MPOL_F_ADDR) {
962                 /*
963                  * Do NOT fall back to task policy if the
964                  * vma/shared policy at addr is NULL.  We
965                  * want to return MPOL_DEFAULT in this case.
966                  */
967                 mmap_read_lock(mm);
968                 vma = find_vma_intersection(mm, addr, addr+1);
969                 if (!vma) {
970                         mmap_read_unlock(mm);
971                         return -EFAULT;
972                 }
973                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy)
974                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
975                 else
976                         pol = vma->vm_policy;
977         } else if (addr)
978                 return -EINVAL;
979
980         if (!pol)
981                 pol = &default_policy;  /* indicates default behavior */
982
983         if (flags & MPOL_F_NODE) {
984                 if (flags & MPOL_F_ADDR) {
985                         /*
986                          * Take a refcount on the mpol, lookup_node()
987                          * wil drop the mmap_lock, so after calling
988                          * lookup_node() only "pol" remains valid, "vma"
989                          * is stale.
990                          */
991                         pol_refcount = pol;
992                         vma = NULL;
993                         mpol_get(pol);
994                         err = lookup_node(mm, addr);
995                         if (err < 0)
996                                 goto out;
997                         *policy = err;
998                 } else if (pol == current->mempolicy &&
999                                 pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
1000                         *policy = next_node_in(current->il_prev, pol->v.nodes);
1001                 } else {
1002                         err = -EINVAL;
1003                         goto out;
1004                 }
1005         } else {
1006                 *policy = pol == &default_policy ? MPOL_DEFAULT :
1007                                                 pol->mode;
1008                 /*
1009                  * Internal mempolicy flags must be masked off before exposing
1010                  * the policy to userspace.
1011                  */
1012                 *policy |= (pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS);
1013         }
1014
1015         err = 0;
1016         if (nmask) {
1017                 if (mpol_store_user_nodemask(pol)) {
1018                         *nmask = pol->w.user_nodemask;
1019                 } else {
1020                         task_lock(current);
1021                         get_policy_nodemask(pol, nmask);
1022                         task_unlock(current);
1023                 }
1024         }
1025
1026  out:
1027         mpol_cond_put(pol);
1028         if (vma)
1029                 mmap_read_unlock(mm);
1030         if (pol_refcount)
1031                 mpol_put(pol_refcount);
1032         return err;
1033 }
1034
1035 #ifdef CONFIG_MIGRATION
1036 /*
1037  * page migration, thp tail pages can be passed.
1038  */
1039 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1040                                 unsigned long flags)
1041 {
1042         struct page *head = compound_head(page);
1043         /*
1044          * Avoid migrating a page that is shared with others.
1045          */
1046         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) || page_mapcount(head) == 1) {
1047                 if (!isolate_lru_page(head)) {
1048                         list_add_tail(&head->lru, pagelist);
1049                         mod_node_page_state(page_pgdat(head),
1050                                 NR_ISOLATED_ANON + page_is_file_lru(head),
1051                                 thp_nr_pages(head));
1052                 } else if (flags & MPOL_MF_STRICT) {
1053                         /*
1054                          * Non-movable page may reach here.  And, there may be
1055                          * temporary off LRU pages or non-LRU movable pages.
1056                          * Treat them as unmovable pages since they can't be
1057                          * isolated, so they can't be moved at the moment.  It
1058                          * should return -EIO for this case too.
1059                          */
1060                         return -EIO;
1061                 }
1062         }
1063
1064         return 0;
1065 }
1066
1067 /*
1068  * Migrate pages from one node to a target node.
1069  * Returns error or the number of pages not migrated.
1070  */
1071 static int migrate_to_node(struct mm_struct *mm, int source, int dest,
1072                            int flags)
1073 {
1074         nodemask_t nmask;
1075         LIST_HEAD(pagelist);
1076         int err = 0;
1077         struct migration_target_control mtc = {
1078                 .nid = dest,
1079                 .gfp_mask = GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_THISNODE,
1080         };
1081
1082         nodes_clear(nmask);
1083         node_set(source, nmask);
1084
1085         /*
1086          * This does not "check" the range but isolates all pages that
1087          * need migration.  Between passing in the full user address
1088          * space range and MPOL_MF_DISCONTIG_OK, this call can not fail.
1089          */
1090         VM_BUG_ON(!(flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)));
1091         queue_pages_range(mm, mm->mmap->vm_start, mm->task_size, &nmask,
1092                         flags | MPOL_MF_DISCONTIG_OK, &pagelist);
1093
1094         if (!list_empty(&pagelist)) {
1095                 err = migrate_pages(&pagelist, alloc_migration_target, NULL,
1096                                 (unsigned long)&mtc, MIGRATE_SYNC, MR_SYSCALL);
1097                 if (err)
1098                         putback_movable_pages(&pagelist);
1099         }
1100
1101         return err;
1102 }
1103
1104 /*
1105  * Move pages between the two nodesets so as to preserve the physical
1106  * layout as much as possible.
1107  *
1108  * Returns the number of page that could not be moved.
1109  */
1110 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1111                      const nodemask_t *to, int flags)
1112 {
1113         int busy = 0;
1114         int err;
1115         nodemask_t tmp;
1116
1117         migrate_prep();
1118
1119         mmap_read_lock(mm);
1120
1121         /*
1122          * Find a 'source' bit set in 'tmp' whose corresponding 'dest'
1123          * bit in 'to' is not also set in 'tmp'.  Clear the found 'source'
1124          * bit in 'tmp', and return that <source, dest> pair for migration.
1125          * The pair of nodemasks 'to' and 'from' define the map.
1126          *
1127          * If no pair of bits is found that way, fallback to picking some
1128          * pair of 'source' and 'dest' bits that are not the same.  If the
1129          * 'source' and 'dest' bits are the same, this represents a node
1130          * that will be migrating to itself, so no pages need move.
1131          *
1132          * If no bits are left in 'tmp', or if all remaining bits left
1133          * in 'tmp' correspond to the same bit in 'to', return false
1134          * (nothing left to migrate).
1135          *
1136          * This lets us pick a pair of nodes to migrate between, such that
1137          * if possible the dest node is not already occupied by some other
1138          * source node, minimizing the risk of overloading the memory on a
1139          * node that would happen if we migrated incoming memory to a node
1140          * before migrating outgoing memory source that same node.
1141          *
1142          * A single scan of tmp is sufficient.  As we go, we remember the
1143          * most recent <s, d> pair that moved (s != d).  If we find a pair
1144          * that not only moved, but what's better, moved to an empty slot
1145          * (d is not set in tmp), then we break out then, with that pair.
1146          * Otherwise when we finish scanning from_tmp, we at least have the
1147          * most recent <s, d> pair that moved.  If we get all the way through
1148          * the scan of tmp without finding any node that moved, much less
1149          * moved to an empty node, then there is nothing left worth migrating.
1150          */
1151
1152         tmp = *from;
1153         while (!nodes_empty(tmp)) {
1154                 int s,d;
1155                 int source = NUMA_NO_NODE;
1156                 int dest = 0;
1157
1158                 for_each_node_mask(s, tmp) {
1159
1160                         /*
1161                          * do_migrate_pages() tries to maintain the relative
1162                          * node relationship of the pages established between
1163                          * threads and memory areas.
1164                          *
1165                          * However if the number of source nodes is not equal to
1166                          * the number of destination nodes we can not preserve
1167                          * this node relative relationship.  In that case, skip
1168                          * copying memory from a node that is in the destination
1169                          * mask.
1170                          *
1171                          * Example: [2,3,4] -> [3,4,5] moves everything.
1172                          *          [0-7] - > [3,4,5] moves only 0,1,2,6,7.
1173                          */
1174
1175                         if ((nodes_weight(*from) != nodes_weight(*to)) &&
1176                                                 (node_isset(s, *to)))
1177                                 continue;
1178
1179                         d = node_remap(s, *from, *to);
1180                         if (s == d)
1181                                 continue;
1182
1183                         source = s;     /* Node moved. Memorize */
1184                         dest = d;
1185
1186                         /* dest not in remaining from nodes? */
1187                         if (!node_isset(dest, tmp))
1188                                 break;
1189                 }
1190                 if (source == NUMA_NO_NODE)
1191                         break;
1192
1193                 node_clear(source, tmp);
1194                 err = migrate_to_node(mm, source, dest, flags);
1195                 if (err > 0)
1196                         busy += err;
1197                 if (err < 0)
1198                         break;
1199         }
1200         mmap_read_unlock(mm);
1201         if (err < 0)
1202                 return err;
1203         return busy;
1204
1205 }
1206
1207 /*
1208  * Allocate a new page for page migration based on vma policy.
1209  * Start by assuming the page is mapped by the same vma as contains @start.
1210  * Search forward from there, if not.  N.B., this assumes that the
1211  * list of pages handed to migrate_pages()--which is how we get here--
1212  * is in virtual address order.
1213  */
1214 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start)
1215 {
1216         struct vm_area_struct *vma;
1217         unsigned long address;
1218
1219         vma = find_vma(current->mm, start);
1220         while (vma) {
1221                 address = page_address_in_vma(page, vma);
1222                 if (address != -EFAULT)
1223                         break;
1224                 vma = vma->vm_next;
1225         }
1226
1227         if (PageHuge(page)) {
1228                 return alloc_huge_page_vma(page_hstate(compound_head(page)),
1229                                 vma, address);
1230         } else if (PageTransHuge(page)) {
1231                 struct page *thp;
1232
1233                 thp = alloc_hugepage_vma(GFP_TRANSHUGE, vma, address,
1234                                          HPAGE_PMD_ORDER);
1235                 if (!thp)
1236                         return NULL;
1237                 prep_transhuge_page(thp);
1238                 return thp;
1239         }
1240         /*
1241          * if !vma, alloc_page_vma() will use task or system default policy
1242          */
1243         return alloc_page_vma(GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_RETRY_MAYFAIL,
1244                         vma, address);
1245 }
1246 #else
1247
1248 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1249                                 unsigned long flags)
1250 {
1251         return -EIO;
1252 }
1253
1254 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1255                      const nodemask_t *to, int flags)
1256 {
1257         return -ENOSYS;
1258 }
1259
1260 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start)
1261 {
1262         return NULL;
1263 }
1264 #endif
1265
1266 static long do_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1267                      unsigned short mode, unsigned short mode_flags,
1268                      nodemask_t *nmask, unsigned long flags)
1269 {
1270         struct mm_struct *mm = current->mm;
1271         struct mempolicy *new;
1272         unsigned long end;
1273         int err;
1274         int ret;
1275         LIST_HEAD(pagelist);
1276
1277         if (flags & ~(unsigned long)MPOL_MF_VALID)
1278                 return -EINVAL;
1279         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1280                 return -EPERM;
1281
1282         if (start & ~PAGE_MASK)
1283                 return -EINVAL;
1284
1285         if (mode == MPOL_DEFAULT)
1286                 flags &= ~MPOL_MF_STRICT;
1287
1288         len = (len + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
1289         end = start + len;
1290
1291         if (end < start)
1292                 return -EINVAL;
1293         if (end == start)
1294                 return 0;
1295
1296         new = mpol_new(mode, mode_flags, nmask);
1297         if (IS_ERR(new))
1298                 return PTR_ERR(new);
1299
1300         if (flags & MPOL_MF_LAZY)
1301                 new->flags |= MPOL_F_MOF;
1302
1303         /*
1304          * If we are using the default policy then operation
1305          * on discontinuous address spaces is okay after all
1306          */
1307         if (!new)
1308                 flags |= MPOL_MF_DISCONTIG_OK;
1309
1310         pr_debug("mbind %lx-%lx mode:%d flags:%d nodes:%lx\n",
1311                  start, start + len, mode, mode_flags,
1312                  nmask ? nodes_addr(*nmask)[0] : NUMA_NO_NODE);
1313
1314         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
1315
1316                 migrate_prep();
1317         }
1318         {
1319                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1320                 if (scratch) {
1321                         mmap_write_lock(mm);
1322                         err = mpol_set_nodemask(new, nmask, scratch);
1323                         if (err)
1324                                 mmap_write_unlock(mm);
1325                 } else
1326                         err = -ENOMEM;
1327                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1328         }
1329         if (err)
1330                 goto mpol_out;
1331
1332         ret = queue_pages_range(mm, start, end, nmask,
1333                           flags | MPOL_MF_INVERT, &pagelist);
1334
1335         if (ret < 0) {
1336                 err = ret;
1337                 goto up_out;
1338         }
1339
1340         err = mbind_range(mm, start, end, new);
1341
1342         if (!err) {
1343                 int nr_failed = 0;
1344
1345                 if (!list_empty(&pagelist)) {
1346                         WARN_ON_ONCE(flags & MPOL_MF_LAZY);
1347                         nr_failed = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL,
1348                                 start, MIGRATE_SYNC, MR_MEMPOLICY_MBIND);
1349                         if (nr_failed)
1350                                 putback_movable_pages(&pagelist);
1351                 }
1352
1353                 if ((ret > 0) || (nr_failed && (flags & MPOL_MF_STRICT)))
1354                         err = -EIO;
1355         } else {
1356 up_out:
1357                 if (!list_empty(&pagelist))
1358                         putback_movable_pages(&pagelist);
1359         }
1360
1361         mmap_write_unlock(mm);
1362 mpol_out:
1363         mpol_put(new);
1364         return err;
1365 }
1366
1367 /*
1368  * User space interface with variable sized bitmaps for nodelists.
1369  */
1370
1371 /* Copy a node mask from user space. */
1372 static int get_nodes(nodemask_t *nodes, const unsigned long __user *nmask,
1373                      unsigned long maxnode)
1374 {
1375         unsigned long k;
1376         unsigned long t;
1377         unsigned long nlongs;
1378         unsigned long endmask;
1379
1380         --maxnode;
1381         nodes_clear(*nodes);
1382         if (maxnode == 0 || !nmask)
1383                 return 0;
1384         if (maxnode > PAGE_SIZE*BITS_PER_BYTE)
1385                 return -EINVAL;
1386
1387         nlongs = BITS_TO_LONGS(maxnode);
1388         if ((maxnode % BITS_PER_LONG) == 0)
1389                 endmask = ~0UL;
1390         else
1391                 endmask = (1UL << (maxnode % BITS_PER_LONG)) - 1;
1392
1393         /*
1394          * When the user specified more nodes than supported just check
1395          * if the non supported part is all zero.
1396          *
1397          * If maxnode have more longs than MAX_NUMNODES, check
1398          * the bits in that area first. And then go through to
1399          * check the rest bits which equal or bigger than MAX_NUMNODES.
1400          * Otherwise, just check bits [MAX_NUMNODES, maxnode).
1401          */
1402         if (nlongs > BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES)) {
1403                 for (k = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES); k < nlongs; k++) {
1404                         if (get_user(t, nmask + k))
1405                                 return -EFAULT;
1406                         if (k == nlongs - 1) {
1407                                 if (t & endmask)
1408                                         return -EINVAL;
1409                         } else if (t)
1410                                 return -EINVAL;
1411                 }
1412                 nlongs = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES);
1413                 endmask = ~0UL;
1414         }
1415
1416         if (maxnode > MAX_NUMNODES && MAX_NUMNODES % BITS_PER_LONG != 0) {
1417                 unsigned long valid_mask = endmask;
1418
1419                 valid_mask &= ~((1UL << (MAX_NUMNODES % BITS_PER_LONG)) - 1);
1420                 if (get_user(t, nmask + nlongs - 1))
1421                         return -EFAULT;
1422                 if (t & valid_mask)
1423                         return -EINVAL;
1424         }
1425
1426         if (copy_from_user(nodes_addr(*nodes), nmask, nlongs*sizeof(unsigned long)))
1427                 return -EFAULT;
1428         nodes_addr(*nodes)[nlongs-1] &= endmask;
1429         return 0;
1430 }
1431
1432 /* Copy a kernel node mask to user space */
1433 static int copy_nodes_to_user(unsigned long __user *mask, unsigned long maxnode,
1434                               nodemask_t *nodes)
1435 {
1436         unsigned long copy = ALIGN(maxnode-1, 64) / 8;
1437         unsigned int nbytes = BITS_TO_LONGS(nr_node_ids) * sizeof(long);
1438
1439         if (copy > nbytes) {
1440                 if (copy > PAGE_SIZE)
1441                         return -EINVAL;
1442                 if (clear_user((char __user *)mask + nbytes, copy - nbytes))
1443                         return -EFAULT;
1444                 copy = nbytes;
1445         }
1446         return copy_to_user(mask, nodes_addr(*nodes), copy) ? -EFAULT : 0;
1447 }
1448
1449 static long kernel_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1450                          unsigned long mode, const unsigned long __user *nmask,
1451                          unsigned long maxnode, unsigned int flags)
1452 {
1453         nodemask_t nodes;
1454         int err;
1455         unsigned short mode_flags;
1456
1457         start = untagged_addr(start);
1458         mode_flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1459         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1460         if (mode >= MPOL_MAX)
1461                 return -EINVAL;
1462         if ((mode_flags & MPOL_F_STATIC_NODES) &&
1463             (mode_flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1464                 return -EINVAL;
1465         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1466         if (err)
1467                 return err;
1468         return do_mbind(start, len, mode, mode_flags, &nodes, flags);
1469 }
1470
1471 SYSCALL_DEFINE6(mbind, unsigned long, start, unsigned long, len,
1472                 unsigned long, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1473                 unsigned long, maxnode, unsigned int, flags)
1474 {
1475         return kernel_mbind(start, len, mode, nmask, maxnode, flags);
1476 }
1477
1478 /* Set the process memory policy */
1479 static long kernel_set_mempolicy(int mode, const unsigned long __user *nmask,
1480                                  unsigned long maxnode)
1481 {
1482         int err;
1483         nodemask_t nodes;
1484         unsigned short flags;
1485
1486         flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1487         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1488         if ((unsigned int)mode >= MPOL_MAX)
1489                 return -EINVAL;
1490         if ((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) && (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1491                 return -EINVAL;
1492         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1493         if (err)
1494                 return err;
1495         return do_set_mempolicy(mode, flags, &nodes);
1496 }
1497
1498 SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1499                 unsigned long, maxnode)
1500 {
1501         return kernel_set_mempolicy(mode, nmask, maxnode);
1502 }
1503
1504 static int kernel_migrate_pages(pid_t pid, unsigned long maxnode,
1505                                 const unsigned long __user *old_nodes,
1506                                 const unsigned long __user *new_nodes)
1507 {
1508         struct mm_struct *mm = NULL;
1509         struct task_struct *task;
1510         nodemask_t task_nodes;
1511         int err;
1512         nodemask_t *old;
1513         nodemask_t *new;
1514         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1515
1516         if (!scratch)
1517                 return -ENOMEM;
1518
1519         old = &scratch->mask1;
1520         new = &scratch->mask2;
1521
1522         err = get_nodes(old, old_nodes, maxnode);
1523         if (err)
1524                 goto out;
1525
1526         err = get_nodes(new, new_nodes, maxnode);
1527         if (err)
1528                 goto out;
1529
1530         /* Find the mm_struct */
1531         rcu_read_lock();
1532         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1533         if (!task) {
1534                 rcu_read_unlock();
1535                 err = -ESRCH;
1536                 goto out;
1537         }
1538         get_task_struct(task);
1539
1540         err = -EINVAL;
1541
1542         /*
1543          * Check if this process has the right to modify the specified process.
1544          * Use the regular "ptrace_may_access()" checks.
1545          */
1546         if (!ptrace_may_access(task, PTRACE_MODE_READ_REALCREDS)) {
1547                 rcu_read_unlock();
1548                 err = -EPERM;
1549                 goto out_put;
1550         }
1551         rcu_read_unlock();
1552
1553         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1554         /* Is the user allowed to access the target nodes? */
1555         if (!nodes_subset(*new, task_nodes) && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1556                 err = -EPERM;
1557                 goto out_put;
1558         }
1559
1560         task_nodes = cpuset_mems_allowed(current);
1561         nodes_and(*new, *new, task_nodes);
1562         if (nodes_empty(*new))
1563                 goto out_put;
1564
1565         err = security_task_movememory(task);
1566         if (err)
1567                 goto out_put;
1568
1569         mm = get_task_mm(task);
1570         put_task_struct(task);
1571
1572         if (!mm) {
1573                 err = -EINVAL;
1574                 goto out;
1575         }
1576
1577         err = do_migrate_pages(mm, old, new,
1578                 capable(CAP_SYS_NICE) ? MPOL_MF_MOVE_ALL : MPOL_MF_MOVE);
1579
1580         mmput(mm);
1581 out:
1582         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1583
1584         return err;
1585
1586 out_put:
1587         put_task_struct(task);
1588         goto out;
1589
1590 }
1591
1592 SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, pid_t, pid, unsigned long, maxnode,
1593                 const unsigned long __user *, old_nodes,
1594                 const unsigned long __user *, new_nodes)
1595 {
1596         return kernel_migrate_pages(pid, maxnode, old_nodes, new_nodes);
1597 }
1598
1599
1600 /* Retrieve NUMA policy */
1601 static int kernel_get_mempolicy(int __user *policy,
1602                                 unsigned long __user *nmask,
1603                                 unsigned long maxnode,
1604                                 unsigned long addr,
1605                                 unsigned long flags)
1606 {
1607         int err;
1608         int pval;
1609         nodemask_t nodes;
1610
1611         if (nmask != NULL && maxnode < nr_node_ids)
1612                 return -EINVAL;
1613
1614         addr = untagged_addr(addr);
1615
1616         err = do_get_mempolicy(&pval, &nodes, addr, flags);
1617
1618         if (err)
1619                 return err;
1620
1621         if (policy && put_user(pval, policy))
1622                 return -EFAULT;
1623
1624         if (nmask)
1625                 err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, &nodes);
1626
1627         return err;
1628 }
1629
1630 SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1631                 unsigned long __user *, nmask, unsigned long, maxnode,
1632                 unsigned long, addr, unsigned long, flags)
1633 {
1634         return kernel_get_mempolicy(policy, nmask, maxnode, addr, flags);
1635 }
1636
1637 #ifdef CONFIG_COMPAT
1638
1639 COMPAT_SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1640                        compat_ulong_t __user *, nmask,
1641                        compat_ulong_t, maxnode,
1642                        compat_ulong_t, addr, compat_ulong_t, flags)
1643 {
1644         long err;
1645         unsigned long __user *nm = NULL;
1646         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1647         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1648
1649         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, nr_node_ids);
1650         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1651
1652         if (nmask)
1653                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1654
1655         err = kernel_get_mempolicy(policy, nm, nr_bits+1, addr, flags);
1656
1657         if (!err && nmask) {
1658                 unsigned long copy_size;
1659                 copy_size = min_t(unsigned long, sizeof(bm), alloc_size);
1660                 err = copy_from_user(bm, nm, copy_size);
1661                 /* ensure entire bitmap is zeroed */
1662                 err |= clear_user(nmask, ALIGN(maxnode-1, 8) / 8);
1663                 err |= compat_put_bitmap(nmask, bm, nr_bits);
1664         }
1665
1666         return err;
1667 }
1668
1669 COMPAT_SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, compat_ulong_t __user *, nmask,
1670                        compat_ulong_t, maxnode)
1671 {
1672         unsigned long __user *nm = NULL;
1673         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1674         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1675
1676         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1677         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1678
1679         if (nmask) {
1680                 if (compat_get_bitmap(bm, nmask, nr_bits))
1681                         return -EFAULT;
1682                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1683                 if (copy_to_user(nm, bm, alloc_size))
1684                         return -EFAULT;
1685         }
1686
1687         return kernel_set_mempolicy(mode, nm, nr_bits+1);
1688 }
1689
1690 COMPAT_SYSCALL_DEFINE6(mbind, compat_ulong_t, start, compat_ulong_t, len,
1691                        compat_ulong_t, mode, compat_ulong_t __user *, nmask,
1692                        compat_ulong_t, maxnode, compat_ulong_t, flags)
1693 {
1694         unsigned long __user *nm = NULL;
1695         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1696         nodemask_t bm;
1697
1698         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1699         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1700
1701         if (nmask) {
1702                 if (compat_get_bitmap(nodes_addr(bm), nmask, nr_bits))
1703                         return -EFAULT;
1704                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1705                 if (copy_to_user(nm, nodes_addr(bm), alloc_size))
1706                         return -EFAULT;
1707         }
1708
1709         return kernel_mbind(start, len, mode, nm, nr_bits+1, flags);
1710 }
1711
1712 COMPAT_SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, compat_pid_t, pid,
1713                        compat_ulong_t, maxnode,
1714                        const compat_ulong_t __user *, old_nodes,
1715                        const compat_ulong_t __user *, new_nodes)
1716 {
1717         unsigned long __user *old = NULL;
1718         unsigned long __user *new = NULL;
1719         nodemask_t tmp_mask;
1720         unsigned long nr_bits;
1721         unsigned long size;
1722
1723         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode - 1, MAX_NUMNODES);
1724         size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1725         if (old_nodes) {
1726                 if (compat_get_bitmap(nodes_addr(tmp_mask), old_nodes, nr_bits))
1727                         return -EFAULT;
1728                 old = compat_alloc_user_space(new_nodes ? size * 2 : size);
1729                 if (new_nodes)
1730                         new = old + size / sizeof(unsigned long);
1731                 if (copy_to_user(old, nodes_addr(tmp_mask), size))
1732                         return -EFAULT;
1733         }
1734         if (new_nodes) {
1735                 if (compat_get_bitmap(nodes_addr(tmp_mask), new_nodes, nr_bits))
1736                         return -EFAULT;
1737                 if (new == NULL)
1738                         new = compat_alloc_user_space(size);
1739                 if (copy_to_user(new, nodes_addr(tmp_mask), size))
1740                         return -EFAULT;
1741         }
1742         return kernel_migrate_pages(pid, nr_bits + 1, old, new);
1743 }
1744
1745 #endif /* CONFIG_COMPAT */
1746
1747 bool vma_migratable(struct vm_area_struct *vma)
1748 {
1749         if (vma->vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP))
1750                 return false;
1751
1752         /*
1753          * DAX device mappings require predictable access latency, so avoid
1754          * incurring periodic faults.
1755          */
1756         if (vma_is_dax(vma))
1757                 return false;
1758
1759         if (is_vm_hugetlb_page(vma) &&
1760                 !hugepage_migration_supported(hstate_vma(vma)))
1761                 return false;
1762
1763         /*
1764          * Migration allocates pages in the highest zone. If we cannot
1765          * do so then migration (at least from node to node) is not
1766          * possible.
1767          */
1768         if (vma->vm_file &&
1769                 gfp_zone(mapping_gfp_mask(vma->vm_file->f_mapping))
1770                         < policy_zone)
1771                 return false;
1772         return true;
1773 }
1774
1775 struct mempolicy *__get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1776                                                 unsigned long addr)
1777 {
1778         struct mempolicy *pol = NULL;
1779
1780         if (vma) {
1781                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1782                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
1783                 } else if (vma->vm_policy) {
1784                         pol = vma->vm_policy;
1785
1786                         /*
1787                          * shmem_alloc_page() passes MPOL_F_SHARED policy with
1788                          * a pseudo vma whose vma->vm_ops=NULL. Take a reference
1789                          * count on these policies which will be dropped by
1790                          * mpol_cond_put() later
1791                          */
1792                         if (mpol_needs_cond_ref(pol))
1793                                 mpol_get(pol);
1794                 }
1795         }
1796
1797         return pol;
1798 }
1799
1800 /*
1801  * get_vma_policy(@vma, @addr)
1802  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
1803  * @addr: address in @vma for shared policy lookup
1804  *
1805  * Returns effective policy for a VMA at specified address.
1806  * Falls back to current->mempolicy or system default policy, as necessary.
1807  * Shared policies [those marked as MPOL_F_SHARED] require an extra reference
1808  * count--added by the get_policy() vm_op, as appropriate--to protect against
1809  * freeing by another task.  It is the caller's responsibility to free the
1810  * extra reference for shared policies.
1811  */
1812 static struct mempolicy *get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1813                                                 unsigned long addr)
1814 {
1815         struct mempolicy *pol = __get_vma_policy(vma, addr);
1816
1817         if (!pol)
1818                 pol = get_task_policy(current);
1819
1820         return pol;
1821 }
1822
1823 bool vma_policy_mof(struct vm_area_struct *vma)
1824 {
1825         struct mempolicy *pol;
1826
1827         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1828                 bool ret = false;
1829
1830                 pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, vma->vm_start);
1831                 if (pol && (pol->flags & MPOL_F_MOF))
1832                         ret = true;
1833                 mpol_cond_put(pol);
1834
1835                 return ret;
1836         }
1837
1838         pol = vma->vm_policy;
1839         if (!pol)
1840                 pol = get_task_policy(current);
1841
1842         return pol->flags & MPOL_F_MOF;
1843 }
1844
1845 static int apply_policy_zone(struct mempolicy *policy, enum zone_type zone)
1846 {
1847         enum zone_type dynamic_policy_zone = policy_zone;
1848
1849         BUG_ON(dynamic_policy_zone == ZONE_MOVABLE);
1850
1851         /*
1852          * if policy->v.nodes has movable memory only,
1853          * we apply policy when gfp_zone(gfp) = ZONE_MOVABLE only.
1854          *
1855          * policy->v.nodes is intersect with node_states[N_MEMORY].
1856          * so if the following test faile, it implies
1857          * policy->v.nodes has movable memory only.
1858          */
1859         if (!nodes_intersects(policy->v.nodes, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
1860                 dynamic_policy_zone = ZONE_MOVABLE;
1861
1862         return zone >= dynamic_policy_zone;
1863 }
1864
1865 /*
1866  * Return a nodemask representing a mempolicy for filtering nodes for
1867  * page allocation
1868  */
1869 nodemask_t *policy_nodemask(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1870 {
1871         /* Lower zones don't get a nodemask applied for MPOL_BIND */
1872         if (unlikely(policy->mode == MPOL_BIND) &&
1873                         apply_policy_zone(policy, gfp_zone(gfp)) &&
1874                         cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(&policy->v.nodes))
1875                 return &policy->v.nodes;
1876
1877         return NULL;
1878 }
1879
1880 /* Return the node id preferred by the given mempolicy, or the given id */
1881 static int policy_node(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy, int nd)
1882 {
1883         if (policy->mode == MPOL_PREFERRED && !(policy->flags & MPOL_F_LOCAL))
1884                 nd = policy->v.preferred_node;
1885         else {
1886                 /*
1887                  * __GFP_THISNODE shouldn't even be used with the bind policy
1888                  * because we might easily break the expectation to stay on the
1889                  * requested node and not break the policy.
1890                  */
1891                 WARN_ON_ONCE(policy->mode == MPOL_BIND && (gfp & __GFP_THISNODE));
1892         }
1893
1894         return nd;
1895 }
1896
1897 /* Do dynamic interleaving for a process */
1898 static unsigned interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
1899 {
1900         unsigned next;
1901         struct task_struct *me = current;
1902
1903         next = next_node_in(me->il_prev, policy->v.nodes);
1904         if (next < MAX_NUMNODES)
1905                 me->il_prev = next;
1906         return next;
1907 }
1908
1909 /*
1910  * Depending on the memory policy provide a node from which to allocate the
1911  * next slab entry.
1912  */
1913 unsigned int mempolicy_slab_node(void)
1914 {
1915         struct mempolicy *policy;
1916         int node = numa_mem_id();
1917
1918         if (in_interrupt())
1919                 return node;
1920
1921         policy = current->mempolicy;
1922         if (!policy || policy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1923                 return node;
1924
1925         switch (policy->mode) {
1926         case MPOL_PREFERRED:
1927                 /*
1928                  * handled MPOL_F_LOCAL above
1929                  */
1930                 return policy->v.preferred_node;
1931
1932         case MPOL_INTERLEAVE:
1933                 return interleave_nodes(policy);
1934
1935         case MPOL_BIND: {
1936                 struct zoneref *z;
1937
1938                 /*
1939                  * Follow bind policy behavior and start allocation at the
1940                  * first node.
1941                  */
1942                 struct zonelist *zonelist;
1943                 enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(GFP_KERNEL);
1944                 zonelist = &NODE_DATA(node)->node_zonelists[ZONELIST_FALLBACK];
1945                 z = first_zones_zonelist(zonelist, highest_zoneidx,
1946                                                         &policy->v.nodes);
1947                 return z->zone ? zone_to_nid(z->zone) : node;
1948         }
1949
1950         default:
1951                 BUG();
1952         }
1953 }
1954
1955 /*
1956  * Do static interleaving for a VMA with known offset @n.  Returns the n'th
1957  * node in pol->v.nodes (starting from n=0), wrapping around if n exceeds the
1958  * number of present nodes.
1959  */
1960 static unsigned offset_il_node(struct mempolicy *pol, unsigned long n)
1961 {
1962         unsigned nnodes = nodes_weight(pol->v.nodes);
1963         unsigned target;
1964         int i;
1965         int nid;
1966
1967         if (!nnodes)
1968                 return numa_node_id();
1969         target = (unsigned int)n % nnodes;
1970         nid = first_node(pol->v.nodes);
1971         for (i = 0; i < target; i++)
1972                 nid = next_node(nid, pol->v.nodes);
1973         return nid;
1974 }
1975
1976 /* Determine a node number for interleave */
1977 static inline unsigned interleave_nid(struct mempolicy *pol,
1978                  struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, int shift)
1979 {
1980         if (vma) {
1981                 unsigned long off;
1982
1983                 /*
1984                  * for small pages, there is no difference between
1985                  * shift and PAGE_SHIFT, so the bit-shift is safe.
1986                  * for huge pages, since vm_pgoff is in units of small
1987                  * pages, we need to shift off the always 0 bits to get
1988                  * a useful offset.
1989                  */
1990                 BUG_ON(shift < PAGE_SHIFT);
1991                 off = vma->vm_pgoff >> (shift - PAGE_SHIFT);
1992                 off += (addr - vma->vm_start) >> shift;
1993                 return offset_il_node(pol, off);
1994         } else
1995                 return interleave_nodes(pol);
1996 }
1997
1998 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
1999 /*
2000  * huge_node(@vma, @addr, @gfp_flags, @mpol)
2001  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
2002  * @addr: address in @vma for shared policy lookup and interleave policy
2003  * @gfp_flags: for requested zone
2004  * @mpol: pointer to mempolicy pointer for reference counted mempolicy
2005  * @nodemask: pointer to nodemask pointer for MPOL_BIND nodemask
2006  *
2007  * Returns a nid suitable for a huge page allocation and a pointer
2008  * to the struct mempolicy for conditional unref after allocation.
2009  * If the effective policy is 'BIND, returns a pointer to the mempolicy's
2010  * @nodemask for filtering the zonelist.
2011  *
2012  * Must be protected by read_mems_allowed_begin()
2013  */
2014 int huge_node(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, gfp_t gfp_flags,
2015                                 struct mempolicy **mpol, nodemask_t **nodemask)
2016 {
2017         int nid;
2018
2019         *mpol = get_vma_policy(vma, addr);
2020         *nodemask = NULL;       /* assume !MPOL_BIND */
2021
2022         if (unlikely((*mpol)->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
2023                 nid = interleave_nid(*mpol, vma, addr,
2024                                         huge_page_shift(hstate_vma(vma)));
2025         } else {
2026                 nid = policy_node(gfp_flags, *mpol, numa_node_id());
2027                 if ((*mpol)->mode == MPOL_BIND)
2028                         *nodemask = &(*mpol)->v.nodes;
2029         }
2030         return nid;
2031 }
2032
2033 /*
2034  * init_nodemask_of_mempolicy
2035  *
2036  * If the current task's mempolicy is "default" [NULL], return 'false'
2037  * to indicate default policy.  Otherwise, extract the policy nodemask
2038  * for 'bind' or 'interleave' policy into the argument nodemask, or
2039  * initialize the argument nodemask to contain the single node for
2040  * 'preferred' or 'local' policy and return 'true' to indicate presence
2041  * of non-default mempolicy.
2042  *
2043  * We don't bother with reference counting the mempolicy [mpol_get/put]
2044  * because the current task is examining it's own mempolicy and a task's
2045  * mempolicy is only ever changed by the task itself.
2046  *
2047  * N.B., it is the caller's responsibility to free a returned nodemask.
2048  */
2049 bool init_nodemask_of_mempolicy(nodemask_t *mask)
2050 {
2051         struct mempolicy *mempolicy;
2052         int nid;
2053
2054         if (!(mask && current->mempolicy))
2055                 return false;
2056
2057         task_lock(current);
2058         mempolicy = current->mempolicy;
2059         switch (mempolicy->mode) {
2060         case MPOL_PREFERRED:
2061                 if (mempolicy->flags & MPOL_F_LOCAL)
2062                         nid = numa_node_id();
2063                 else
2064                         nid = mempolicy->v.preferred_node;
2065                 init_nodemask_of_node(mask, nid);
2066                 break;
2067
2068         case MPOL_BIND:
2069         case MPOL_INTERLEAVE:
2070                 *mask =  mempolicy->v.nodes;
2071                 break;
2072
2073         default:
2074                 BUG();
2075         }
2076         task_unlock(current);
2077
2078         return true;
2079 }
2080 #endif
2081
2082 /*
2083  * mempolicy_nodemask_intersects
2084  *
2085  * If tsk's mempolicy is "default" [NULL], return 'true' to indicate default
2086  * policy.  Otherwise, check for intersection between mask and the policy
2087  * nodemask for 'bind' or 'interleave' policy.  For 'perferred' or 'local'
2088  * policy, always return true since it may allocate elsewhere on fallback.
2089  *
2090  * Takes task_lock(tsk) to prevent freeing of its mempolicy.
2091  */
2092 bool mempolicy_nodemask_intersects(struct task_struct *tsk,
2093                                         const nodemask_t *mask)
2094 {
2095         struct mempolicy *mempolicy;
2096         bool ret = true;
2097
2098         if (!mask)
2099                 return ret;
2100         task_lock(tsk);
2101         mempolicy = tsk->mempolicy;
2102         if (!mempolicy)
2103                 goto out;
2104
2105         switch (mempolicy->mode) {
2106         case MPOL_PREFERRED:
2107                 /*
2108                  * MPOL_PREFERRED and MPOL_F_LOCAL are only preferred nodes to
2109                  * allocate from, they may fallback to other nodes when oom.
2110                  * Thus, it's possible for tsk to have allocated memory from
2111                  * nodes in mask.
2112                  */
2113                 break;
2114         case MPOL_BIND:
2115         case MPOL_INTERLEAVE:
2116                 ret = nodes_intersects(mempolicy->v.nodes, *mask);
2117                 break;
2118         default:
2119                 BUG();
2120         }
2121 out:
2122         task_unlock(tsk);
2123         return ret;
2124 }
2125
2126 /* Allocate a page in interleaved policy.
2127    Own path because it needs to do special accounting. */
2128 static struct page *alloc_page_interleave(gfp_t gfp, unsigned order,
2129                                         unsigned nid)
2130 {
2131         struct page *page;
2132
2133         page = __alloc_pages(gfp, order, nid);
2134         /* skip NUMA_INTERLEAVE_HIT counter update if numa stats is disabled */
2135         if (!static_branch_likely(&vm_numa_stat_key))
2136                 return page;
2137         if (page && page_to_nid(page) == nid) {
2138                 preempt_disable();
2139                 __inc_numa_state(page_zone(page), NUMA_INTERLEAVE_HIT);
2140                 preempt_enable();
2141         }
2142         return page;
2143 }
2144
2145 /**
2146  *      alloc_pages_vma - Allocate a page for a VMA.
2147  *
2148  *      @gfp:
2149  *      %GFP_USER    user allocation.
2150  *      %GFP_KERNEL  kernel allocations,
2151  *      %GFP_HIGHMEM highmem/user allocations,
2152  *      %GFP_FS      allocation should not call back into a file system.
2153  *      %GFP_ATOMIC  don't sleep.
2154  *
2155  *      @order:Order of the GFP allocation.
2156  *      @vma:  Pointer to VMA or NULL if not available.
2157  *      @addr: Virtual Address of the allocation. Must be inside the VMA.
2158  *      @node: Which node to prefer for allocation (modulo policy).
2159  *      @hugepage: for hugepages try only the preferred node if possible
2160  *
2161  *      This function allocates a page from the kernel page pool and applies
2162  *      a NUMA policy associated with the VMA or the current process.
2163  *      When VMA is not NULL caller must read-lock the mmap_lock of the
2164  *      mm_struct of the VMA to prevent it from going away. Should be used for
2165  *      all allocations for pages that will be mapped into user space. Returns
2166  *      NULL when no page can be allocated.
2167  */
2168 struct page *
2169 alloc_pages_vma(gfp_t gfp, int order, struct vm_area_struct *vma,
2170                 unsigned long addr, int node, bool hugepage)
2171 {
2172         struct mempolicy *pol;
2173         struct page *page;
2174         int preferred_nid;
2175         nodemask_t *nmask;
2176
2177         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2178
2179         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
2180                 unsigned nid;
2181
2182                 nid = interleave_nid(pol, vma, addr, PAGE_SHIFT + order);
2183                 mpol_cond_put(pol);
2184                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, nid);
2185                 goto out;
2186         }
2187
2188         if (unlikely(IS_ENABLED(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) && hugepage)) {
2189                 int hpage_node = node;
2190
2191                 /*
2192                  * For hugepage allocation and non-interleave policy which
2193                  * allows the current node (or other explicitly preferred
2194                  * node) we only try to allocate from the current/preferred
2195                  * node and don't fall back to other nodes, as the cost of
2196                  * remote accesses would likely offset THP benefits.
2197                  *
2198                  * If the policy is interleave, or does not allow the current
2199                  * node in its nodemask, we allocate the standard way.
2200                  */
2201                 if (pol->mode == MPOL_PREFERRED && !(pol->flags & MPOL_F_LOCAL))
2202                         hpage_node = pol->v.preferred_node;
2203
2204                 nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2205                 if (!nmask || node_isset(hpage_node, *nmask)) {
2206                         mpol_cond_put(pol);
2207                         /*
2208                          * First, try to allocate THP only on local node, but
2209                          * don't reclaim unnecessarily, just compact.
2210                          */
2211                         page = __alloc_pages_node(hpage_node,
2212                                 gfp | __GFP_THISNODE | __GFP_NORETRY, order);
2213
2214                         /*
2215                          * If hugepage allocations are configured to always
2216                          * synchronous compact or the vma has been madvised
2217                          * to prefer hugepage backing, retry allowing remote
2218                          * memory with both reclaim and compact as well.
2219                          */
2220                         if (!page && (gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM))
2221                                 page = __alloc_pages_node(hpage_node,
2222                                                                 gfp, order);
2223
2224                         goto out;
2225                 }
2226         }
2227
2228         nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2229         preferred_nid = policy_node(gfp, pol, node);
2230         page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order, preferred_nid, nmask);
2231         mpol_cond_put(pol);
2232 out:
2233         return page;
2234 }
2235 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_vma);
2236
2237 /**
2238  *      alloc_pages_current - Allocate pages.
2239  *
2240  *      @gfp:
2241  *              %GFP_USER   user allocation,
2242  *              %GFP_KERNEL kernel allocation,
2243  *              %GFP_HIGHMEM highmem allocation,
2244  *              %GFP_FS     don't call back into a file system.
2245  *              %GFP_ATOMIC don't sleep.
2246  *      @order: Power of two of allocation size in pages. 0 is a single page.
2247  *
2248  *      Allocate a page from the kernel page pool.  When not in
2249  *      interrupt context and apply the current process NUMA policy.
2250  *      Returns NULL when no page can be allocated.
2251  */
2252 struct page *alloc_pages_current(gfp_t gfp, unsigned order)
2253 {
2254         struct mempolicy *pol = &default_policy;
2255         struct page *page;
2256
2257         if (!in_interrupt() && !(gfp & __GFP_THISNODE))
2258                 pol = get_task_policy(current);
2259
2260         /*
2261          * No reference counting needed for current->mempolicy
2262          * nor system default_policy
2263          */
2264         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
2265                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, interleave_nodes(pol));
2266         else
2267                 page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order,
2268                                 policy_node(gfp, pol, numa_node_id()),
2269                                 policy_nodemask(gfp, pol));
2270
2271         return page;
2272 }
2273 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_current);
2274
2275 int vma_dup_policy(struct vm_area_struct *src, struct vm_area_struct *dst)
2276 {
2277         struct mempolicy *pol = mpol_dup(vma_policy(src));
2278
2279         if (IS_ERR(pol))
2280                 return PTR_ERR(pol);
2281         dst->vm_policy = pol;
2282         return 0;
2283 }
2284
2285 /*
2286  * If mpol_dup() sees current->cpuset == cpuset_being_rebound, then it
2287  * rebinds the mempolicy its copying by calling mpol_rebind_policy()
2288  * with the mems_allowed returned by cpuset_mems_allowed().  This
2289  * keeps mempolicies cpuset relative after its cpuset moves.  See
2290  * further kernel/cpuset.c update_nodemask().
2291  *
2292  * current's mempolicy may be rebinded by the other task(the task that changes
2293  * cpuset's mems), so we needn't do rebind work for current task.
2294  */
2295
2296 /* Slow path of a mempolicy duplicate */
2297 struct mempolicy *__mpol_dup(struct mempolicy *old)
2298 {
2299         struct mempolicy *new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2300
2301         if (!new)
2302                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2303
2304         /* task's mempolicy is protected by alloc_lock */
2305         if (old == current->mempolicy) {
2306                 task_lock(current);
2307                 *new = *old;
2308                 task_unlock(current);
2309         } else
2310                 *new = *old;
2311
2312         if (current_cpuset_is_being_rebound()) {
2313                 nodemask_t mems = cpuset_mems_allowed(current);
2314                 mpol_rebind_policy(new, &mems);
2315         }
2316         atomic_set(&new->refcnt, 1);
2317         return new;
2318 }
2319
2320 /* Slow path of a mempolicy comparison */
2321 bool __mpol_equal(struct mempolicy *a, struct mempolicy *b)
2322 {
2323         if (!a || !b)
2324                 return false;
2325         if (a->mode != b->mode)
2326                 return false;
2327         if (a->flags != b->flags)
2328                 return false;
2329         if (mpol_store_user_nodemask(a))
2330                 if (!nodes_equal(a->w.user_nodemask, b->w.user_nodemask))
2331                         return false;
2332
2333         switch (a->mode) {
2334         case MPOL_BIND:
2335         case MPOL_INTERLEAVE:
2336                 return !!nodes_equal(a->v.nodes, b->v.nodes);
2337         case MPOL_PREFERRED:
2338                 /* a's ->flags is the same as b's */
2339                 if (a->flags & MPOL_F_LOCAL)
2340                         return true;
2341                 return a->v.preferred_node == b->v.preferred_node;
2342         default:
2343                 BUG();
2344                 return false;
2345         }
2346 }
2347
2348 /*
2349  * Shared memory backing store policy support.
2350  *
2351  * Remember policies even when nobody has shared memory mapped.
2352  * The policies are kept in Red-Black tree linked from the inode.
2353  * They are protected by the sp->lock rwlock, which should be held
2354  * for any accesses to the tree.
2355  */
2356
2357 /*
2358  * lookup first element intersecting start-end.  Caller holds sp->lock for
2359  * reading or for writing
2360  */
2361 static struct sp_node *
2362 sp_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long start, unsigned long end)
2363 {
2364         struct rb_node *n = sp->root.rb_node;
2365
2366         while (n) {
2367                 struct sp_node *p = rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2368
2369                 if (start >= p->end)
2370                         n = n->rb_right;
2371                 else if (end <= p->start)
2372                         n = n->rb_left;
2373                 else
2374                         break;
2375         }
2376         if (!n)
2377                 return NULL;
2378         for (;;) {
2379                 struct sp_node *w = NULL;
2380                 struct rb_node *prev = rb_prev(n);
2381                 if (!prev)
2382                         break;
2383                 w = rb_entry(prev, struct sp_node, nd);
2384                 if (w->end <= start)
2385                         break;
2386                 n = prev;
2387         }
2388         return rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2389 }
2390
2391 /*
2392  * Insert a new shared policy into the list.  Caller holds sp->lock for
2393  * writing.
2394  */
2395 static void sp_insert(struct shared_policy *sp, struct sp_node *new)
2396 {
2397         struct rb_node **p = &sp->root.rb_node;
2398         struct rb_node *parent = NULL;
2399         struct sp_node *nd;
2400
2401         while (*p) {
2402                 parent = *p;
2403                 nd = rb_entry(parent, struct sp_node, nd);
2404                 if (new->start < nd->start)
2405                         p = &(*p)->rb_left;
2406                 else if (new->end > nd->end)
2407                         p = &(*p)->rb_right;
2408                 else
2409                         BUG();
2410         }
2411         rb_link_node(&new->nd, parent, p);
2412         rb_insert_color(&new->nd, &sp->root);
2413         pr_debug("inserting %lx-%lx: %d\n", new->start, new->end,
2414                  new->policy ? new->policy->mode : 0);
2415 }
2416
2417 /* Find shared policy intersecting idx */
2418 struct mempolicy *
2419 mpol_shared_policy_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long idx)
2420 {
2421         struct mempolicy *pol = NULL;
2422         struct sp_node *sn;
2423
2424         if (!sp->root.rb_node)
2425                 return NULL;
2426         read_lock(&sp->lock);
2427         sn = sp_lookup(sp, idx, idx+1);
2428         if (sn) {
2429                 mpol_get(sn->policy);
2430                 pol = sn->policy;
2431         }
2432         read_unlock(&sp->lock);
2433         return pol;
2434 }
2435
2436 static void sp_free(struct sp_node *n)
2437 {
2438         mpol_put(n->policy);
2439         kmem_cache_free(sn_cache, n);
2440 }
2441
2442 /**
2443  * mpol_misplaced - check whether current page node is valid in policy
2444  *
2445  * @page: page to be checked
2446  * @vma: vm area where page mapped
2447  * @addr: virtual address where page mapped
2448  *
2449  * Lookup current policy node id for vma,addr and "compare to" page's
2450  * node id.
2451  *
2452  * Returns:
2453  *      -1      - not misplaced, page is in the right node
2454  *      node    - node id where the page should be
2455  *
2456  * Policy determination "mimics" alloc_page_vma().
2457  * Called from fault path where we know the vma and faulting address.
2458  */
2459 int mpol_misplaced(struct page *page, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
2460 {
2461         struct mempolicy *pol;
2462         struct zoneref *z;
2463         int curnid = page_to_nid(page);
2464         unsigned long pgoff;
2465         int thiscpu = raw_smp_processor_id();
2466         int thisnid = cpu_to_node(thiscpu);
2467         int polnid = NUMA_NO_NODE;
2468         int ret = -1;
2469
2470         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2471         if (!(pol->flags & MPOL_F_MOF))
2472                 goto out;
2473
2474         switch (pol->mode) {
2475         case MPOL_INTERLEAVE:
2476                 pgoff = vma->vm_pgoff;
2477                 pgoff += (addr - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2478                 polnid = offset_il_node(pol, pgoff);
2479                 break;
2480
2481         case MPOL_PREFERRED:
2482                 if (pol->flags & MPOL_F_LOCAL)
2483                         polnid = numa_node_id();
2484                 else
2485                         polnid = pol->v.preferred_node;
2486                 break;
2487
2488         case MPOL_BIND:
2489
2490                 /*
2491                  * allows binding to multiple nodes.
2492                  * use current page if in policy nodemask,
2493                  * else select nearest allowed node, if any.
2494                  * If no allowed nodes, use current [!misplaced].
2495                  */
2496                 if (node_isset(curnid, pol->v.nodes))
2497                         goto out;
2498                 z = first_zones_zonelist(
2499                                 node_zonelist(numa_node_id(), GFP_HIGHUSER),
2500                                 gfp_zone(GFP_HIGHUSER),
2501                                 &pol->v.nodes);
2502                 polnid = zone_to_nid(z->zone);
2503                 break;
2504
2505         default:
2506                 BUG();
2507         }
2508
2509         /* Migrate the page towards the node whose CPU is referencing it */
2510         if (pol->flags & MPOL_F_MORON) {
2511                 polnid = thisnid;
2512
2513                 if (!should_numa_migrate_memory(current, page, curnid, thiscpu))
2514                         goto out;
2515         }
2516
2517         if (curnid != polnid)
2518                 ret = polnid;
2519 out:
2520         mpol_cond_put(pol);
2521
2522         return ret;
2523 }
2524
2525 /*
2526  * Drop the (possibly final) reference to task->mempolicy.  It needs to be
2527  * dropped after task->mempolicy is set to NULL so that any allocation done as
2528  * part of its kmem_cache_free(), such as by KASAN, doesn't reference a freed
2529  * policy.
2530  */
2531 void mpol_put_task_policy(struct task_struct *task)
2532 {
2533         struct mempolicy *pol;
2534
2535         task_lock(task);
2536         pol = task->mempolicy;
2537         task->mempolicy = NULL;
2538         task_unlock(task);
2539         mpol_put(pol);
2540 }
2541
2542 static void sp_delete(struct shared_policy *sp, struct sp_node *n)
2543 {
2544         pr_debug("deleting %lx-l%lx\n", n->start, n->end);
2545         rb_erase(&n->nd, &sp->root);
2546         sp_free(n);
2547 }
2548
2549 static void sp_node_init(struct sp_node *node, unsigned long start,
2550                         unsigned long end, struct mempolicy *pol)
2551 {
2552         node->start = start;
2553         node->end = end;
2554         node->policy = pol;
2555 }
2556
2557 static struct sp_node *sp_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
2558                                 struct mempolicy *pol)
2559 {
2560         struct sp_node *n;
2561         struct mempolicy *newpol;
2562
2563         n = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2564         if (!n)
2565                 return NULL;
2566
2567         newpol = mpol_dup(pol);
2568         if (IS_ERR(newpol)) {
2569                 kmem_cache_free(sn_cache, n);
2570                 return NULL;
2571         }
2572         newpol->flags |= MPOL_F_SHARED;
2573         sp_node_init(n, start, end, newpol);
2574
2575         return n;
2576 }
2577
2578 /* Replace a policy range. */
2579 static int shared_policy_replace(struct shared_policy *sp, unsigned long start,
2580                                  unsigned long end, struct sp_node *new)
2581 {
2582         struct sp_node *n;
2583         struct sp_node *n_new = NULL;
2584         struct mempolicy *mpol_new = NULL;
2585         int ret = 0;
2586
2587 restart:
2588         write_lock(&sp->lock);
2589         n = sp_lookup(sp, start, end);
2590         /* Take care of old policies in the same range. */
2591         while (n && n->start < end) {
2592                 struct rb_node *next = rb_next(&n->nd);
2593                 if (n->start >= start) {
2594                         if (n->end <= end)
2595                                 sp_delete(sp, n);
2596                         else
2597                                 n->start = end;
2598                 } else {
2599                         /* Old policy spanning whole new range. */
2600                         if (n->end > end) {
2601                                 if (!n_new)
2602                                         goto alloc_new;
2603
2604                                 *mpol_new = *n->policy;
2605                                 atomic_set(&mpol_new->refcnt, 1);
2606                                 sp_node_init(n_new, end, n->end, mpol_new);
2607                                 n->end = start;
2608                                 sp_insert(sp, n_new);
2609                                 n_new = NULL;
2610                                 mpol_new = NULL;
2611                                 break;
2612                         } else
2613                                 n->end = start;
2614                 }
2615                 if (!next)
2616                         break;
2617                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2618         }
2619         if (new)
2620                 sp_insert(sp, new);
2621         write_unlock(&sp->lock);
2622         ret = 0;
2623
2624 err_out:
2625         if (mpol_new)
2626                 mpol_put(mpol_new);
2627         if (n_new)
2628                 kmem_cache_free(sn_cache, n_new);
2629
2630         return ret;
2631
2632 alloc_new:
2633         write_unlock(&sp->lock);
2634         ret = -ENOMEM;
2635         n_new = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2636         if (!n_new)
2637                 goto err_out;
2638         mpol_new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2639         if (!mpol_new)
2640                 goto err_out;
2641         goto restart;
2642 }
2643
2644 /**
2645  * mpol_shared_policy_init - initialize shared policy for inode
2646  * @sp: pointer to inode shared policy
2647  * @mpol:  struct mempolicy to install
2648  *
2649  * Install non-NULL @mpol in inode's shared policy rb-tree.
2650  * On entry, the current task has a reference on a non-NULL @mpol.
2651  * This must be released on exit.
2652  * This is called at get_inode() calls and we can use GFP_KERNEL.
2653  */
2654 void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *sp, struct mempolicy *mpol)
2655 {
2656         int ret;
2657
2658         sp->root = RB_ROOT;             /* empty tree == default mempolicy */
2659         rwlock_init(&sp->lock);
2660
2661         if (mpol) {
2662                 struct vm_area_struct pvma;
2663                 struct mempolicy *new;
2664                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2665
2666                 if (!scratch)
2667                         goto put_mpol;
2668                 /* contextualize the tmpfs mount point mempolicy */
2669                 new = mpol_new(mpol->mode, mpol->flags, &mpol->w.user_nodemask);
2670                 if (IS_ERR(new))
2671                         goto free_scratch; /* no valid nodemask intersection */
2672
2673                 task_lock(current);
2674                 ret = mpol_set_nodemask(new, &mpol->w.user_nodemask, scratch);
2675                 task_unlock(current);
2676                 if (ret)
2677                         goto put_new;
2678
2679                 /* Create pseudo-vma that contains just the policy */
2680                 vma_init(&pvma, NULL);
2681                 pvma.vm_end = TASK_SIZE;        /* policy covers entire file */
2682                 mpol_set_shared_policy(sp, &pvma, new); /* adds ref */
2683
2684 put_new:
2685                 mpol_put(new);                  /* drop initial ref */
2686 free_scratch:
2687                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2688 put_mpol:
2689                 mpol_put(mpol); /* drop our incoming ref on sb mpol */
2690         }
2691 }
2692
2693 int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *info,
2694                         struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *npol)
2695 {
2696         int err;
2697         struct sp_node *new = NULL;
2698         unsigned long sz = vma_pages(vma);
2699
2700         pr_debug("set_shared_policy %lx sz %lu %d %d %lx\n",
2701                  vma->vm_pgoff,
2702                  sz, npol ? npol->mode : -1,
2703                  npol ? npol->flags : -1,
2704                  npol ? nodes_addr(npol->v.nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
2705
2706         if (npol) {
2707                 new = sp_alloc(vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, npol);
2708                 if (!new)
2709                         return -ENOMEM;
2710         }
2711         err = shared_policy_replace(info, vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff+sz, new);
2712         if (err && new)
2713                 sp_free(new);
2714         return err;
2715 }
2716
2717 /* Free a backing policy store on inode delete. */
2718 void mpol_free_shared_policy(struct shared_policy *p)
2719 {
2720         struct sp_node *n;
2721         struct rb_node *next;
2722
2723         if (!p->root.rb_node)
2724                 return;
2725         write_lock(&p->lock);
2726         next = rb_first(&p->root);
2727         while (next) {
2728                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2729                 next = rb_next(&n->nd);
2730                 sp_delete(p, n);
2731         }
2732         write_unlock(&p->lock);
2733 }
2734
2735 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2736 static int __initdata numabalancing_override;
2737
2738 static void __init check_numabalancing_enable(void)
2739 {
2740         bool numabalancing_default = false;
2741
2742         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA_BALANCING_DEFAULT_ENABLED))
2743                 numabalancing_default = true;
2744
2745         /* Parsed by setup_numabalancing. override == 1 enables, -1 disables */
2746         if (numabalancing_override)
2747                 set_numabalancing_state(numabalancing_override == 1);
2748
2749         if (num_online_nodes() > 1 && !numabalancing_override) {
2750                 pr_info("%s automatic NUMA balancing. Configure with numa_balancing= or the kernel.numa_balancing sysctl\n",
2751                         numabalancing_default ? "Enabling" : "Disabling");
2752                 set_numabalancing_state(numabalancing_default);
2753         }
2754 }
2755
2756 static int __init setup_numabalancing(char *str)
2757 {
2758         int ret = 0;
2759         if (!str)
2760                 goto out;
2761
2762         if (!strcmp(str, "enable")) {
2763                 numabalancing_override = 1;
2764                 ret = 1;
2765         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2766                 numabalancing_override = -1;
2767                 ret = 1;
2768         }
2769 out:
2770         if (!ret)
2771                 pr_warn("Unable to parse numa_balancing=\n");
2772
2773         return ret;
2774 }
2775 __setup("numa_balancing=", setup_numabalancing);
2776 #else
2777 static inline void __init check_numabalancing_enable(void)
2778 {
2779 }
2780 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2781
2782 /* assumes fs == KERNEL_DS */
2783 void __init numa_policy_init(void)
2784 {
2785         nodemask_t interleave_nodes;
2786         unsigned long largest = 0;
2787         int nid, prefer = 0;
2788
2789         policy_cache = kmem_cache_create("numa_policy",
2790                                          sizeof(struct mempolicy),
2791                                          0, SLAB_PANIC, NULL);
2792
2793         sn_cache = kmem_cache_create("shared_policy_node",
2794                                      sizeof(struct sp_node),
2795                                      0, SLAB_PANIC, NULL);
2796
2797         for_each_node(nid) {
2798                 preferred_node_policy[nid] = (struct mempolicy) {
2799                         .refcnt = ATOMIC_INIT(1),
2800                         .mode = MPOL_PREFERRED,
2801                         .flags = MPOL_F_MOF | MPOL_F_MORON,
2802                         .v = { .preferred_node = nid, },
2803                 };
2804         }
2805
2806         /*
2807          * Set interleaving policy for system init. Interleaving is only
2808          * enabled across suitably sized nodes (default is >= 16MB), or
2809          * fall back to the largest node if they're all smaller.
2810          */
2811         nodes_clear(interleave_nodes);
2812         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
2813                 unsigned long total_pages = node_present_pages(nid);
2814
2815                 /* Preserve the largest node */
2816                 if (largest < total_pages) {
2817                         largest = total_pages;
2818                         prefer = nid;
2819                 }
2820
2821                 /* Interleave this node? */
2822                 if ((total_pages << PAGE_SHIFT) >= (16 << 20))
2823                         node_set(nid, interleave_nodes);
2824         }
2825
2826         /* All too small, use the largest */
2827         if (unlikely(nodes_empty(interleave_nodes)))
2828                 node_set(prefer, interleave_nodes);
2829
2830         if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, 0, &interleave_nodes))
2831                 pr_err("%s: interleaving failed\n", __func__);
2832
2833         check_numabalancing_enable();
2834 }
2835
2836 /* Reset policy of current process to default */
2837 void numa_default_policy(void)
2838 {
2839         do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, 0, NULL);
2840 }
2841
2842 /*
2843  * Parse and format mempolicy from/to strings
2844  */
2845
2846 /*
2847  * "local" is implemented internally by MPOL_PREFERRED with MPOL_F_LOCAL flag.
2848  */
2849 static const char * const policy_modes[] =
2850 {
2851         [MPOL_DEFAULT]    = "default",
2852         [MPOL_PREFERRED]  = "prefer",
2853         [MPOL_BIND]       = "bind",
2854         [MPOL_INTERLEAVE] = "interleave",
2855         [MPOL_LOCAL]      = "local",
2856 };
2857
2858
2859 #ifdef CONFIG_TMPFS
2860 /**
2861  * mpol_parse_str - parse string to mempolicy, for tmpfs mpol mount option.
2862  * @str:  string containing mempolicy to parse
2863  * @mpol:  pointer to struct mempolicy pointer, returned on success.
2864  *
2865  * Format of input:
2866  *      <mode>[=<flags>][:<nodelist>]
2867  *
2868  * On success, returns 0, else 1
2869  */
2870 int mpol_parse_str(char *str, struct mempolicy **mpol)
2871 {
2872         struct mempolicy *new = NULL;
2873         unsigned short mode_flags;
2874         nodemask_t nodes;
2875         char *nodelist = strchr(str, ':');
2876         char *flags = strchr(str, '=');
2877         int err = 1, mode;
2878
2879         if (flags)
2880                 *flags++ = '\0';        /* terminate mode string */
2881
2882         if (nodelist) {
2883                 /* NUL-terminate mode or flags string */
2884                 *nodelist++ = '\0';
2885                 if (nodelist_parse(nodelist, nodes))
2886                         goto out;
2887                 if (!nodes_subset(nodes, node_states[N_MEMORY]))
2888                         goto out;
2889         } else
2890                 nodes_clear(nodes);
2891
2892         mode = match_string(policy_modes, MPOL_MAX, str);
2893         if (mode < 0)
2894                 goto out;
2895
2896         switch (mode) {
2897         case MPOL_PREFERRED:
2898                 /*
2899                  * Insist on a nodelist of one node only, although later
2900                  * we use first_node(nodes) to grab a single node, so here
2901                  * nodelist (or nodes) cannot be empty.
2902                  */
2903                 if (nodelist) {
2904                         char *rest = nodelist;
2905                         while (isdigit(*rest))
2906                                 rest++;
2907                         if (*rest)
2908                                 goto out;
2909                         if (nodes_empty(nodes))
2910                                 goto out;
2911                 }
2912                 break;
2913         case MPOL_INTERLEAVE:
2914                 /*
2915                  * Default to online nodes with memory if no nodelist
2916                  */
2917                 if (!nodelist)
2918                         nodes = node_states[N_MEMORY];
2919                 break;
2920         case MPOL_LOCAL:
2921                 /*
2922                  * Don't allow a nodelist;  mpol_new() checks flags
2923                  */
2924                 if (nodelist)
2925                         goto out;
2926                 mode = MPOL_PREFERRED;
2927                 break;
2928         case MPOL_DEFAULT:
2929                 /*
2930                  * Insist on a empty nodelist
2931                  */
2932                 if (!nodelist)
2933                         err = 0;
2934                 goto out;
2935         case MPOL_BIND:
2936                 /*
2937                  * Insist on a nodelist
2938                  */
2939                 if (!nodelist)
2940                         goto out;
2941         }
2942
2943         mode_flags = 0;
2944         if (flags) {
2945                 /*
2946                  * Currently, we only support two mutually exclusive
2947                  * mode flags.
2948                  */
2949                 if (!strcmp(flags, "static"))
2950                         mode_flags |= MPOL_F_STATIC_NODES;
2951                 else if (!strcmp(flags, "relative"))
2952                         mode_flags |= MPOL_F_RELATIVE_NODES;
2953                 else
2954                         goto out;
2955         }
2956
2957         new = mpol_new(mode, mode_flags, &nodes);
2958         if (IS_ERR(new))
2959                 goto out;
2960
2961         /*
2962          * Save nodes for mpol_to_str() to show the tmpfs mount options
2963          * for /proc/mounts, /proc/pid/mounts and /proc/pid/mountinfo.
2964          */
2965         if (mode != MPOL_PREFERRED)
2966                 new->v.nodes = nodes;
2967         else if (nodelist)
2968                 new->v.preferred_node = first_node(nodes);
2969         else
2970                 new->flags |= MPOL_F_LOCAL;
2971
2972         /*
2973          * Save nodes for contextualization: this will be used to "clone"
2974          * the mempolicy in a specific context [cpuset] at a later time.
2975          */
2976         new->w.user_nodemask = nodes;
2977
2978         err = 0;
2979
2980 out:
2981         /* Restore string for error message */
2982         if (nodelist)
2983                 *--nodelist = ':';
2984         if (flags)
2985                 *--flags = '=';
2986         if (!err)
2987                 *mpol = new;
2988         return err;
2989 }
2990 #endif /* CONFIG_TMPFS */
2991
2992 /**
2993  * mpol_to_str - format a mempolicy structure for printing
2994  * @buffer:  to contain formatted mempolicy string
2995  * @maxlen:  length of @buffer
2996  * @pol:  pointer to mempolicy to be formatted
2997  *
2998  * Convert @pol into a string.  If @buffer is too short, truncate the string.
2999  * Recommend a @maxlen of at least 32 for the longest mode, "interleave", the
3000  * longest flag, "relative", and to display at least a few node ids.
3001  */
3002 void mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol)
3003 {
3004         char *p = buffer;
3005         nodemask_t nodes = NODE_MASK_NONE;
3006         unsigned short mode = MPOL_DEFAULT;
3007         unsigned short flags = 0;
3008
3009         if (pol && pol != &default_policy && !(pol->flags & MPOL_F_MORON)) {
3010                 mode = pol->mode;
3011                 flags = pol->flags;
3012         }
3013
3014         switch (mode) {
3015         case MPOL_DEFAULT:
3016                 break;
3017         case MPOL_PREFERRED:
3018                 if (flags & MPOL_F_LOCAL)
3019                         mode = MPOL_LOCAL;
3020                 else
3021                         node_set(pol->v.preferred_node, nodes);
3022                 break;
3023         case MPOL_BIND:
3024         case MPOL_INTERLEAVE:
3025                 nodes = pol->v.nodes;
3026                 break;
3027         default:
3028                 WARN_ON_ONCE(1);
3029                 snprintf(p, maxlen, "unknown");
3030                 return;
3031         }
3032
3033         p += snprintf(p, maxlen, "%s", policy_modes[mode]);
3034
3035         if (flags & MPOL_MODE_FLAGS) {
3036                 p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "=");
3037
3038                 /*
3039                  * Currently, the only defined flags are mutually exclusive
3040                  */
3041                 if (flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
3042                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "static");
3043                 else if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
3044                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "relative");
3045         }
3046
3047         if (!nodes_empty(nodes))
3048                 p += scnprintf(p, buffer + maxlen - p, ":%*pbl",
3049                                nodemask_pr_args(&nodes));
3050 }