Linux 6.9-rc1
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / mempolicy.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  * Simple NUMA memory policy for the Linux kernel.
4  *
5  * Copyright 2003,2004 Andi Kleen, SuSE Labs.
6  * (C) Copyright 2005 Christoph Lameter, Silicon Graphics, Inc.
7  *
8  * NUMA policy allows the user to give hints in which node(s) memory should
9  * be allocated.
10  *
11  * Support four policies per VMA and per process:
12  *
13  * The VMA policy has priority over the process policy for a page fault.
14  *
15  * interleave     Allocate memory interleaved over a set of nodes,
16  *                with normal fallback if it fails.
17  *                For VMA based allocations this interleaves based on the
18  *                offset into the backing object or offset into the mapping
19  *                for anonymous memory. For process policy an process counter
20  *                is used.
21  *
22  * bind           Only allocate memory on a specific set of nodes,
23  *                no fallback.
24  *                FIXME: memory is allocated starting with the first node
25  *                to the last. It would be better if bind would truly restrict
26  *                the allocation to memory nodes instead
27  *
28  * preferred       Try a specific node first before normal fallback.
29  *                As a special case NUMA_NO_NODE here means do the allocation
30  *                on the local CPU. This is normally identical to default,
31  *                but useful to set in a VMA when you have a non default
32  *                process policy.
33  *
34  * preferred many Try a set of nodes first before normal fallback. This is
35  *                similar to preferred without the special case.
36  *
37  * default        Allocate on the local node first, or when on a VMA
38  *                use the process policy. This is what Linux always did
39  *                in a NUMA aware kernel and still does by, ahem, default.
40  *
41  * The process policy is applied for most non interrupt memory allocations
42  * in that process' context. Interrupts ignore the policies and always
43  * try to allocate on the local CPU. The VMA policy is only applied for memory
44  * allocations for a VMA in the VM.
45  *
46  * Currently there are a few corner cases in swapping where the policy
47  * is not applied, but the majority should be handled. When process policy
48  * is used it is not remembered over swap outs/swap ins.
49  *
50  * Only the highest zone in the zone hierarchy gets policied. Allocations
51  * requesting a lower zone just use default policy. This implies that
52  * on systems with highmem kernel lowmem allocation don't get policied.
53  * Same with GFP_DMA allocations.
54  *
55  * For shmfs/tmpfs/hugetlbfs shared memory the policy is shared between
56  * all users and remembered even when nobody has memory mapped.
57  */
58
59 /* Notebook:
60    fix mmap readahead to honour policy and enable policy for any page cache
61    object
62    statistics for bigpages
63    global policy for page cache? currently it uses process policy. Requires
64    first item above.
65    handle mremap for shared memory (currently ignored for the policy)
66    grows down?
67    make bind policy root only? It can trigger oom much faster and the
68    kernel is not always grateful with that.
69 */
70
71 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
72
73 #include <linux/mempolicy.h>
74 #include <linux/pagewalk.h>
75 #include <linux/highmem.h>
76 #include <linux/hugetlb.h>
77 #include <linux/kernel.h>
78 #include <linux/sched.h>
79 #include <linux/sched/mm.h>
80 #include <linux/sched/numa_balancing.h>
81 #include <linux/sched/task.h>
82 #include <linux/nodemask.h>
83 #include <linux/cpuset.h>
84 #include <linux/slab.h>
85 #include <linux/string.h>
86 #include <linux/export.h>
87 #include <linux/nsproxy.h>
88 #include <linux/interrupt.h>
89 #include <linux/init.h>
90 #include <linux/compat.h>
91 #include <linux/ptrace.h>
92 #include <linux/swap.h>
93 #include <linux/seq_file.h>
94 #include <linux/proc_fs.h>
95 #include <linux/migrate.h>
96 #include <linux/ksm.h>
97 #include <linux/rmap.h>
98 #include <linux/security.h>
99 #include <linux/syscalls.h>
100 #include <linux/ctype.h>
101 #include <linux/mm_inline.h>
102 #include <linux/mmu_notifier.h>
103 #include <linux/printk.h>
104 #include <linux/swapops.h>
105
106 #include <asm/tlbflush.h>
107 #include <asm/tlb.h>
108 #include <linux/uaccess.h>
109
110 #include "internal.h"
111
112 /* Internal flags */
113 #define MPOL_MF_DISCONTIG_OK (MPOL_MF_INTERNAL << 0)    /* Skip checks for continuous vmas */
114 #define MPOL_MF_INVERT (MPOL_MF_INTERNAL << 1)          /* Invert check for nodemask */
115
116 static struct kmem_cache *policy_cache;
117 static struct kmem_cache *sn_cache;
118
119 /* Highest zone. An specific allocation for a zone below that is not
120    policied. */
121 enum zone_type policy_zone = 0;
122
123 /*
124  * run-time system-wide default policy => local allocation
125  */
126 static struct mempolicy default_policy = {
127         .refcnt = ATOMIC_INIT(1), /* never free it */
128         .mode = MPOL_LOCAL,
129 };
130
131 static struct mempolicy preferred_node_policy[MAX_NUMNODES];
132
133 /**
134  * numa_map_to_online_node - Find closest online node
135  * @node: Node id to start the search
136  *
137  * Lookup the next closest node by distance if @nid is not online.
138  *
139  * Return: this @node if it is online, otherwise the closest node by distance
140  */
141 int numa_map_to_online_node(int node)
142 {
143         int min_dist = INT_MAX, dist, n, min_node;
144
145         if (node == NUMA_NO_NODE || node_online(node))
146                 return node;
147
148         min_node = node;
149         for_each_online_node(n) {
150                 dist = node_distance(node, n);
151                 if (dist < min_dist) {
152                         min_dist = dist;
153                         min_node = n;
154                 }
155         }
156
157         return min_node;
158 }
159 EXPORT_SYMBOL_GPL(numa_map_to_online_node);
160
161 struct mempolicy *get_task_policy(struct task_struct *p)
162 {
163         struct mempolicy *pol = p->mempolicy;
164         int node;
165
166         if (pol)
167                 return pol;
168
169         node = numa_node_id();
170         if (node != NUMA_NO_NODE) {
171                 pol = &preferred_node_policy[node];
172                 /* preferred_node_policy is not initialised early in boot */
173                 if (pol->mode)
174                         return pol;
175         }
176
177         return &default_policy;
178 }
179
180 static const struct mempolicy_operations {
181         int (*create)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
182         void (*rebind)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
183 } mpol_ops[MPOL_MAX];
184
185 static inline int mpol_store_user_nodemask(const struct mempolicy *pol)
186 {
187         return pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS;
188 }
189
190 static void mpol_relative_nodemask(nodemask_t *ret, const nodemask_t *orig,
191                                    const nodemask_t *rel)
192 {
193         nodemask_t tmp;
194         nodes_fold(tmp, *orig, nodes_weight(*rel));
195         nodes_onto(*ret, tmp, *rel);
196 }
197
198 static int mpol_new_nodemask(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
199 {
200         if (nodes_empty(*nodes))
201                 return -EINVAL;
202         pol->nodes = *nodes;
203         return 0;
204 }
205
206 static int mpol_new_preferred(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
207 {
208         if (nodes_empty(*nodes))
209                 return -EINVAL;
210
211         nodes_clear(pol->nodes);
212         node_set(first_node(*nodes), pol->nodes);
213         return 0;
214 }
215
216 /*
217  * mpol_set_nodemask is called after mpol_new() to set up the nodemask, if
218  * any, for the new policy.  mpol_new() has already validated the nodes
219  * parameter with respect to the policy mode and flags.
220  *
221  * Must be called holding task's alloc_lock to protect task's mems_allowed
222  * and mempolicy.  May also be called holding the mmap_lock for write.
223  */
224 static int mpol_set_nodemask(struct mempolicy *pol,
225                      const nodemask_t *nodes, struct nodemask_scratch *nsc)
226 {
227         int ret;
228
229         /*
230          * Default (pol==NULL) resp. local memory policies are not a
231          * subject of any remapping. They also do not need any special
232          * constructor.
233          */
234         if (!pol || pol->mode == MPOL_LOCAL)
235                 return 0;
236
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
243         if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
244                 mpol_relative_nodemask(&nsc->mask2, nodes, &nsc->mask1);
245         else
246                 nodes_and(nsc->mask2, *nodes, nsc->mask1);
247
248         if (mpol_store_user_nodemask(pol))
249                 pol->w.user_nodemask = *nodes;
250         else
251                 pol->w.cpuset_mems_allowed = cpuset_current_mems_allowed;
252
253         ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, &nsc->mask2);
254         return ret;
255 }
256
257 /*
258  * This function just creates a new policy, does some check and simple
259  * initialization. You must invoke mpol_set_nodemask() to set nodes.
260  */
261 static struct mempolicy *mpol_new(unsigned short mode, unsigned short flags,
262                                   nodemask_t *nodes)
263 {
264         struct mempolicy *policy;
265
266         pr_debug("setting mode %d flags %d nodes[0] %lx\n",
267                  mode, flags, nodes ? nodes_addr(*nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
268
269         if (mode == MPOL_DEFAULT) {
270                 if (nodes && !nodes_empty(*nodes))
271                         return ERR_PTR(-EINVAL);
272                 return NULL;
273         }
274         VM_BUG_ON(!nodes);
275
276         /*
277          * MPOL_PREFERRED cannot be used with MPOL_F_STATIC_NODES or
278          * MPOL_F_RELATIVE_NODES if the nodemask is empty (local allocation).
279          * All other modes require a valid pointer to a non-empty nodemask.
280          */
281         if (mode == MPOL_PREFERRED) {
282                 if (nodes_empty(*nodes)) {
283                         if (((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
284                              (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)))
285                                 return ERR_PTR(-EINVAL);
286
287                         mode = MPOL_LOCAL;
288                 }
289         } else if (mode == MPOL_LOCAL) {
290                 if (!nodes_empty(*nodes) ||
291                     (flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
292                     (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
293                         return ERR_PTR(-EINVAL);
294         } else if (nodes_empty(*nodes))
295                 return ERR_PTR(-EINVAL);
296         policy = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
297         if (!policy)
298                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
299         atomic_set(&policy->refcnt, 1);
300         policy->mode = mode;
301         policy->flags = flags;
302         policy->home_node = NUMA_NO_NODE;
303
304         return policy;
305 }
306
307 /* Slow path of a mpol destructor. */
308 void __mpol_put(struct mempolicy *p)
309 {
310         if (!atomic_dec_and_test(&p->refcnt))
311                 return;
312         kmem_cache_free(policy_cache, p);
313 }
314
315 static void mpol_rebind_default(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
316 {
317 }
318
319 static void mpol_rebind_nodemask(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
320 {
321         nodemask_t tmp;
322
323         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
324                 nodes_and(tmp, pol->w.user_nodemask, *nodes);
325         else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
326                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
327         else {
328                 nodes_remap(tmp, pol->nodes, pol->w.cpuset_mems_allowed,
329                                                                 *nodes);
330                 pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
331         }
332
333         if (nodes_empty(tmp))
334                 tmp = *nodes;
335
336         pol->nodes = tmp;
337 }
338
339 static void mpol_rebind_preferred(struct mempolicy *pol,
340                                                 const nodemask_t *nodes)
341 {
342         pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
343 }
344
345 /*
346  * mpol_rebind_policy - Migrate a policy to a different set of nodes
347  *
348  * Per-vma policies are protected by mmap_lock. Allocations using per-task
349  * policies are protected by task->mems_allowed_seq to prevent a premature
350  * OOM/allocation failure due to parallel nodemask modification.
351  */
352 static void mpol_rebind_policy(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *newmask)
353 {
354         if (!pol || pol->mode == MPOL_LOCAL)
355                 return;
356         if (!mpol_store_user_nodemask(pol) &&
357             nodes_equal(pol->w.cpuset_mems_allowed, *newmask))
358                 return;
359
360         mpol_ops[pol->mode].rebind(pol, newmask);
361 }
362
363 /*
364  * Wrapper for mpol_rebind_policy() that just requires task
365  * pointer, and updates task mempolicy.
366  *
367  * Called with task's alloc_lock held.
368  */
369
370 void mpol_rebind_task(struct task_struct *tsk, const nodemask_t *new)
371 {
372         mpol_rebind_policy(tsk->mempolicy, new);
373 }
374
375 /*
376  * Rebind each vma in mm to new nodemask.
377  *
378  * Call holding a reference to mm.  Takes mm->mmap_lock during call.
379  */
380
381 void mpol_rebind_mm(struct mm_struct *mm, nodemask_t *new)
382 {
383         struct vm_area_struct *vma;
384
385         mmap_write_lock(mm);
386         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next)
387                 mpol_rebind_policy(vma->vm_policy, new);
388         mmap_write_unlock(mm);
389 }
390
391 static const struct mempolicy_operations mpol_ops[MPOL_MAX] = {
392         [MPOL_DEFAULT] = {
393                 .rebind = mpol_rebind_default,
394         },
395         [MPOL_INTERLEAVE] = {
396                 .create = mpol_new_nodemask,
397                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
398         },
399         [MPOL_PREFERRED] = {
400                 .create = mpol_new_preferred,
401                 .rebind = mpol_rebind_preferred,
402         },
403         [MPOL_BIND] = {
404                 .create = mpol_new_nodemask,
405                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
406         },
407         [MPOL_LOCAL] = {
408                 .rebind = mpol_rebind_default,
409         },
410         [MPOL_PREFERRED_MANY] = {
411                 .create = mpol_new_nodemask,
412                 .rebind = mpol_rebind_preferred,
413         },
414 };
415
416 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
417                                 unsigned long flags);
418
419 struct queue_pages {
420         struct list_head *pagelist;
421         unsigned long flags;
422         nodemask_t *nmask;
423         unsigned long start;
424         unsigned long end;
425         struct vm_area_struct *first;
426 };
427
428 /*
429  * Check if the page's nid is in qp->nmask.
430  *
431  * If MPOL_MF_INVERT is set in qp->flags, check if the nid is
432  * in the invert of qp->nmask.
433  */
434 static inline bool queue_pages_required(struct page *page,
435                                         struct queue_pages *qp)
436 {
437         int nid = page_to_nid(page);
438         unsigned long flags = qp->flags;
439
440         return node_isset(nid, *qp->nmask) == !(flags & MPOL_MF_INVERT);
441 }
442
443 /*
444  * queue_pages_pmd() has three possible return values:
445  * 0 - pages are placed on the right node or queued successfully, or
446  *     special page is met, i.e. huge zero page.
447  * 1 - there is unmovable page, and MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
448  *     specified.
449  * -EIO - is migration entry or only MPOL_MF_STRICT was specified and an
450  *        existing page was already on a node that does not follow the
451  *        policy.
452  */
453 static int queue_pages_pmd(pmd_t *pmd, spinlock_t *ptl, unsigned long addr,
454                                 unsigned long end, struct mm_walk *walk)
455         __releases(ptl)
456 {
457         int ret = 0;
458         struct page *page;
459         struct queue_pages *qp = walk->private;
460         unsigned long flags;
461
462         if (unlikely(is_pmd_migration_entry(*pmd))) {
463                 ret = -EIO;
464                 goto unlock;
465         }
466         page = pmd_page(*pmd);
467         if (is_huge_zero_page(page)) {
468                 walk->action = ACTION_CONTINUE;
469                 goto unlock;
470         }
471         if (!queue_pages_required(page, qp))
472                 goto unlock;
473
474         flags = qp->flags;
475         /* go to thp migration */
476         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
477                 if (!vma_migratable(walk->vma) ||
478                     migrate_page_add(page, qp->pagelist, flags)) {
479                         ret = 1;
480                         goto unlock;
481                 }
482         } else
483                 ret = -EIO;
484 unlock:
485         spin_unlock(ptl);
486         return ret;
487 }
488
489 /*
490  * Scan through pages checking if pages follow certain conditions,
491  * and move them to the pagelist if they do.
492  *
493  * queue_pages_pte_range() has three possible return values:
494  * 0 - pages are placed on the right node or queued successfully, or
495  *     special page is met, i.e. zero page.
496  * 1 - there is unmovable page, and MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
497  *     specified.
498  * -EIO - only MPOL_MF_STRICT was specified and an existing page was already
499  *        on a node that does not follow the policy.
500  */
501 static int queue_pages_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
502                         unsigned long end, struct mm_walk *walk)
503 {
504         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
505         struct page *page;
506         struct queue_pages *qp = walk->private;
507         unsigned long flags = qp->flags;
508         bool has_unmovable = false;
509         pte_t *pte, *mapped_pte;
510         spinlock_t *ptl;
511
512         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
513         if (ptl)
514                 return queue_pages_pmd(pmd, ptl, addr, end, walk);
515
516         if (pmd_trans_unstable(pmd))
517                 return 0;
518
519         mapped_pte = pte = pte_offset_map_lock(walk->mm, pmd, addr, &ptl);
520         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE) {
521                 if (!pte_present(*pte))
522                         continue;
523                 page = vm_normal_page(vma, addr, *pte);
524                 if (!page || is_zone_device_page(page))
525                         continue;
526                 /*
527                  * vm_normal_page() filters out zero pages, but there might
528                  * still be PageReserved pages to skip, perhaps in a VDSO.
529                  */
530                 if (PageReserved(page))
531                         continue;
532                 if (!queue_pages_required(page, qp))
533                         continue;
534                 if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
535                         /* MPOL_MF_STRICT must be specified if we get here */
536                         if (!vma_migratable(vma)) {
537                                 has_unmovable = true;
538                                 break;
539                         }
540
541                         /*
542                          * Do not abort immediately since there may be
543                          * temporary off LRU pages in the range.  Still
544                          * need migrate other LRU pages.
545                          */
546                         if (migrate_page_add(page, qp->pagelist, flags))
547                                 has_unmovable = true;
548                 } else
549                         break;
550         }
551         pte_unmap_unlock(mapped_pte, ptl);
552         cond_resched();
553
554         if (has_unmovable)
555                 return 1;
556
557         return addr != end ? -EIO : 0;
558 }
559
560 static int queue_pages_hugetlb(pte_t *pte, unsigned long hmask,
561                                unsigned long addr, unsigned long end,
562                                struct mm_walk *walk)
563 {
564         int ret = 0;
565 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
566         struct queue_pages *qp = walk->private;
567         unsigned long flags = (qp->flags & MPOL_MF_VALID);
568         struct page *page;
569         spinlock_t *ptl;
570         pte_t entry;
571
572         ptl = huge_pte_lock(hstate_vma(walk->vma), walk->mm, pte);
573         entry = huge_ptep_get(pte);
574         if (!pte_present(entry))
575                 goto unlock;
576         page = pte_page(entry);
577         if (!queue_pages_required(page, qp))
578                 goto unlock;
579
580         if (flags == MPOL_MF_STRICT) {
581                 /*
582                  * STRICT alone means only detecting misplaced page and no
583                  * need to further check other vma.
584                  */
585                 ret = -EIO;
586                 goto unlock;
587         }
588
589         if (!vma_migratable(walk->vma)) {
590                 /*
591                  * Must be STRICT with MOVE*, otherwise .test_walk() have
592                  * stopped walking current vma.
593                  * Detecting misplaced page but allow migrating pages which
594                  * have been queued.
595                  */
596                 ret = 1;
597                 goto unlock;
598         }
599
600         /* With MPOL_MF_MOVE, we migrate only unshared hugepage. */
601         if (flags & (MPOL_MF_MOVE_ALL) ||
602             (flags & MPOL_MF_MOVE && page_mapcount(page) == 1)) {
603                 if (isolate_hugetlb(page, qp->pagelist) &&
604                         (flags & MPOL_MF_STRICT))
605                         /*
606                          * Failed to isolate page but allow migrating pages
607                          * which have been queued.
608                          */
609                         ret = 1;
610         }
611 unlock:
612         spin_unlock(ptl);
613 #else
614         BUG();
615 #endif
616         return ret;
617 }
618
619 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
620 /*
621  * This is used to mark a range of virtual addresses to be inaccessible.
622  * These are later cleared by a NUMA hinting fault. Depending on these
623  * faults, pages may be migrated for better NUMA placement.
624  *
625  * This is assuming that NUMA faults are handled using PROT_NONE. If
626  * an architecture makes a different choice, it will need further
627  * changes to the core.
628  */
629 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
630                         unsigned long addr, unsigned long end)
631 {
632         struct mmu_gather tlb;
633         int nr_updated;
634
635         tlb_gather_mmu(&tlb, vma->vm_mm);
636
637         nr_updated = change_protection(&tlb, vma, addr, end, PAGE_NONE,
638                                        MM_CP_PROT_NUMA);
639         if (nr_updated)
640                 count_vm_numa_events(NUMA_PTE_UPDATES, nr_updated);
641
642         tlb_finish_mmu(&tlb);
643
644         return nr_updated;
645 }
646 #else
647 static unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
648                         unsigned long addr, unsigned long end)
649 {
650         return 0;
651 }
652 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
653
654 static int queue_pages_test_walk(unsigned long start, unsigned long end,
655                                 struct mm_walk *walk)
656 {
657         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
658         struct queue_pages *qp = walk->private;
659         unsigned long endvma = vma->vm_end;
660         unsigned long flags = qp->flags;
661
662         /* range check first */
663         VM_BUG_ON_VMA(!range_in_vma(vma, start, end), vma);
664
665         if (!qp->first) {
666                 qp->first = vma;
667                 if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK) &&
668                         (qp->start < vma->vm_start))
669                         /* hole at head side of range */
670                         return -EFAULT;
671         }
672         if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK) &&
673                 ((vma->vm_end < qp->end) &&
674                 (!vma->vm_next || vma->vm_end < vma->vm_next->vm_start)))
675                 /* hole at middle or tail of range */
676                 return -EFAULT;
677
678         /*
679          * Need check MPOL_MF_STRICT to return -EIO if possible
680          * regardless of vma_migratable
681          */
682         if (!vma_migratable(vma) &&
683             !(flags & MPOL_MF_STRICT))
684                 return 1;
685
686         if (endvma > end)
687                 endvma = end;
688
689         if (flags & MPOL_MF_LAZY) {
690                 /* Similar to task_numa_work, skip inaccessible VMAs */
691                 if (!is_vm_hugetlb_page(vma) && vma_is_accessible(vma) &&
692                         !(vma->vm_flags & VM_MIXEDMAP))
693                         change_prot_numa(vma, start, endvma);
694                 return 1;
695         }
696
697         /* queue pages from current vma */
698         if (flags & MPOL_MF_VALID)
699                 return 0;
700         return 1;
701 }
702
703 static const struct mm_walk_ops queue_pages_walk_ops = {
704         .hugetlb_entry          = queue_pages_hugetlb,
705         .pmd_entry              = queue_pages_pte_range,
706         .test_walk              = queue_pages_test_walk,
707 };
708
709 /*
710  * Walk through page tables and collect pages to be migrated.
711  *
712  * If pages found in a given range are on a set of nodes (determined by
713  * @nodes and @flags,) it's isolated and queued to the pagelist which is
714  * passed via @private.
715  *
716  * queue_pages_range() has three possible return values:
717  * 1 - there is unmovable page, but MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
718  *     specified.
719  * 0 - queue pages successfully or no misplaced page.
720  * errno - i.e. misplaced pages with MPOL_MF_STRICT specified (-EIO) or
721  *         memory range specified by nodemask and maxnode points outside
722  *         your accessible address space (-EFAULT)
723  */
724 static int
725 queue_pages_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start, unsigned long end,
726                 nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
727                 struct list_head *pagelist)
728 {
729         int err;
730         struct queue_pages qp = {
731                 .pagelist = pagelist,
732                 .flags = flags,
733                 .nmask = nodes,
734                 .start = start,
735                 .end = end,
736                 .first = NULL,
737         };
738
739         err = walk_page_range(mm, start, end, &queue_pages_walk_ops, &qp);
740
741         if (!qp.first)
742                 /* whole range in hole */
743                 err = -EFAULT;
744
745         return err;
746 }
747
748 /*
749  * Apply policy to a single VMA
750  * This must be called with the mmap_lock held for writing.
751  */
752 static int vma_replace_policy(struct vm_area_struct *vma,
753                                                 struct mempolicy *pol)
754 {
755         int err;
756         struct mempolicy *old;
757         struct mempolicy *new;
758
759         pr_debug("vma %lx-%lx/%lx vm_ops %p vm_file %p set_policy %p\n",
760                  vma->vm_start, vma->vm_end, vma->vm_pgoff,
761                  vma->vm_ops, vma->vm_file,
762                  vma->vm_ops ? vma->vm_ops->set_policy : NULL);
763
764         new = mpol_dup(pol);
765         if (IS_ERR(new))
766                 return PTR_ERR(new);
767
768         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->set_policy) {
769                 err = vma->vm_ops->set_policy(vma, new);
770                 if (err)
771                         goto err_out;
772         }
773
774         old = vma->vm_policy;
775         vma->vm_policy = new; /* protected by mmap_lock */
776         mpol_put(old);
777
778         return 0;
779  err_out:
780         mpol_put(new);
781         return err;
782 }
783
784 /* Step 2: apply policy to a range and do splits. */
785 static int mbind_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
786                        unsigned long end, struct mempolicy *new_pol)
787 {
788         struct vm_area_struct *prev;
789         struct vm_area_struct *vma;
790         int err = 0;
791         pgoff_t pgoff;
792         unsigned long vmstart;
793         unsigned long vmend;
794
795         vma = find_vma(mm, start);
796         VM_BUG_ON(!vma);
797
798         prev = vma->vm_prev;
799         if (start > vma->vm_start)
800                 prev = vma;
801
802         for (; vma && vma->vm_start < end; prev = vma, vma = vma->vm_next) {
803                 vmstart = max(start, vma->vm_start);
804                 vmend   = min(end, vma->vm_end);
805
806                 if (mpol_equal(vma_policy(vma), new_pol))
807                         continue;
808
809                 pgoff = vma->vm_pgoff +
810                         ((vmstart - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
811                 prev = vma_merge(mm, prev, vmstart, vmend, vma->vm_flags,
812                                  vma->anon_vma, vma->vm_file, pgoff,
813                                  new_pol, vma->vm_userfaultfd_ctx,
814                                  anon_vma_name(vma));
815                 if (prev) {
816                         vma = prev;
817                         goto replace;
818                 }
819                 if (vma->vm_start != vmstart) {
820                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmstart, 1);
821                         if (err)
822                                 goto out;
823                 }
824                 if (vma->vm_end != vmend) {
825                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmend, 0);
826                         if (err)
827                                 goto out;
828                 }
829  replace:
830                 err = vma_replace_policy(vma, new_pol);
831                 if (err)
832                         goto out;
833         }
834
835  out:
836         return err;
837 }
838
839 /* Set the process memory policy */
840 static long do_set_mempolicy(unsigned short mode, unsigned short flags,
841                              nodemask_t *nodes)
842 {
843         struct mempolicy *new, *old;
844         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
845         int ret;
846
847         if (!scratch)
848                 return -ENOMEM;
849
850         new = mpol_new(mode, flags, nodes);
851         if (IS_ERR(new)) {
852                 ret = PTR_ERR(new);
853                 goto out;
854         }
855
856         ret = mpol_set_nodemask(new, nodes, scratch);
857         if (ret) {
858                 mpol_put(new);
859                 goto out;
860         }
861         task_lock(current);
862         old = current->mempolicy;
863         current->mempolicy = new;
864         if (new && new->mode == MPOL_INTERLEAVE)
865                 current->il_prev = MAX_NUMNODES-1;
866         task_unlock(current);
867         mpol_put(old);
868         ret = 0;
869 out:
870         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
871         return ret;
872 }
873
874 /*
875  * Return nodemask for policy for get_mempolicy() query
876  *
877  * Called with task's alloc_lock held
878  */
879 static void get_policy_nodemask(struct mempolicy *p, nodemask_t *nodes)
880 {
881         nodes_clear(*nodes);
882         if (p == &default_policy)
883                 return;
884
885         switch (p->mode) {
886         case MPOL_BIND:
887         case MPOL_INTERLEAVE:
888         case MPOL_PREFERRED:
889         case MPOL_PREFERRED_MANY:
890                 *nodes = p->nodes;
891                 break;
892         case MPOL_LOCAL:
893                 /* return empty node mask for local allocation */
894                 break;
895         default:
896                 BUG();
897         }
898 }
899
900 static int lookup_node(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
901 {
902         struct page *p = NULL;
903         int ret;
904
905         ret = get_user_pages_fast(addr & PAGE_MASK, 1, 0, &p);
906         if (ret > 0) {
907                 ret = page_to_nid(p);
908                 put_page(p);
909         }
910         return ret;
911 }
912
913 /* Retrieve NUMA policy */
914 static long do_get_mempolicy(int *policy, nodemask_t *nmask,
915                              unsigned long addr, unsigned long flags)
916 {
917         int err;
918         struct mm_struct *mm = current->mm;
919         struct vm_area_struct *vma = NULL;
920         struct mempolicy *pol = current->mempolicy, *pol_refcount = NULL;
921
922         if (flags &
923                 ~(unsigned long)(MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR|MPOL_F_MEMS_ALLOWED))
924                 return -EINVAL;
925
926         if (flags & MPOL_F_MEMS_ALLOWED) {
927                 if (flags & (MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR))
928                         return -EINVAL;
929                 *policy = 0;    /* just so it's initialized */
930                 task_lock(current);
931                 *nmask  = cpuset_current_mems_allowed;
932                 task_unlock(current);
933                 return 0;
934         }
935
936         if (flags & MPOL_F_ADDR) {
937                 /*
938                  * Do NOT fall back to task policy if the
939                  * vma/shared policy at addr is NULL.  We
940                  * want to return MPOL_DEFAULT in this case.
941                  */
942                 mmap_read_lock(mm);
943                 vma = vma_lookup(mm, addr);
944                 if (!vma) {
945                         mmap_read_unlock(mm);
946                         return -EFAULT;
947                 }
948                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy)
949                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
950                 else
951                         pol = vma->vm_policy;
952         } else if (addr)
953                 return -EINVAL;
954
955         if (!pol)
956                 pol = &default_policy;  /* indicates default behavior */
957
958         if (flags & MPOL_F_NODE) {
959                 if (flags & MPOL_F_ADDR) {
960                         /*
961                          * Take a refcount on the mpol, because we are about to
962                          * drop the mmap_lock, after which only "pol" remains
963                          * valid, "vma" is stale.
964                          */
965                         pol_refcount = pol;
966                         vma = NULL;
967                         mpol_get(pol);
968                         mmap_read_unlock(mm);
969                         err = lookup_node(mm, addr);
970                         if (err < 0)
971                                 goto out;
972                         *policy = err;
973                 } else if (pol == current->mempolicy &&
974                                 pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
975                         *policy = next_node_in(current->il_prev, pol->nodes);
976                 } else {
977                         err = -EINVAL;
978                         goto out;
979                 }
980         } else {
981                 *policy = pol == &default_policy ? MPOL_DEFAULT :
982                                                 pol->mode;
983                 /*
984                  * Internal mempolicy flags must be masked off before exposing
985                  * the policy to userspace.
986                  */
987                 *policy |= (pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS);
988         }
989
990         err = 0;
991         if (nmask) {
992                 if (mpol_store_user_nodemask(pol)) {
993                         *nmask = pol->w.user_nodemask;
994                 } else {
995                         task_lock(current);
996                         get_policy_nodemask(pol, nmask);
997                         task_unlock(current);
998                 }
999         }
1000
1001  out:
1002         mpol_cond_put(pol);
1003         if (vma)
1004                 mmap_read_unlock(mm);
1005         if (pol_refcount)
1006                 mpol_put(pol_refcount);
1007         return err;
1008 }
1009
1010 #ifdef CONFIG_MIGRATION
1011 /*
1012  * page migration, thp tail pages can be passed.
1013  */
1014 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1015                                 unsigned long flags)
1016 {
1017         struct page *head = compound_head(page);
1018         /*
1019          * Avoid migrating a page that is shared with others.
1020          */
1021         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) || page_mapcount(head) == 1) {
1022                 if (!isolate_lru_page(head)) {
1023                         list_add_tail(&head->lru, pagelist);
1024                         mod_node_page_state(page_pgdat(head),
1025                                 NR_ISOLATED_ANON + page_is_file_lru(head),
1026                                 thp_nr_pages(head));
1027                 } else if (flags & MPOL_MF_STRICT) {
1028                         /*
1029                          * Non-movable page may reach here.  And, there may be
1030                          * temporary off LRU pages or non-LRU movable pages.
1031                          * Treat them as unmovable pages since they can't be
1032                          * isolated, so they can't be moved at the moment.  It
1033                          * should return -EIO for this case too.
1034                          */
1035                         return -EIO;
1036                 }
1037         }
1038
1039         return 0;
1040 }
1041
1042 /*
1043  * Migrate pages from one node to a target node.
1044  * Returns error or the number of pages not migrated.
1045  */
1046 static int migrate_to_node(struct mm_struct *mm, int source, int dest,
1047                            int flags)
1048 {
1049         nodemask_t nmask;
1050         LIST_HEAD(pagelist);
1051         int err = 0;
1052         struct migration_target_control mtc = {
1053                 .nid = dest,
1054                 .gfp_mask = GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_THISNODE,
1055         };
1056
1057         nodes_clear(nmask);
1058         node_set(source, nmask);
1059
1060         /*
1061          * This does not "check" the range but isolates all pages that
1062          * need migration.  Between passing in the full user address
1063          * space range and MPOL_MF_DISCONTIG_OK, this call can not fail.
1064          */
1065         VM_BUG_ON(!(flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)));
1066         queue_pages_range(mm, mm->mmap->vm_start, mm->task_size, &nmask,
1067                         flags | MPOL_MF_DISCONTIG_OK, &pagelist);
1068
1069         if (!list_empty(&pagelist)) {
1070                 err = migrate_pages(&pagelist, alloc_migration_target, NULL,
1071                                 (unsigned long)&mtc, MIGRATE_SYNC, MR_SYSCALL, NULL);
1072                 if (err)
1073                         putback_movable_pages(&pagelist);
1074         }
1075
1076         return err;
1077 }
1078
1079 /*
1080  * Move pages between the two nodesets so as to preserve the physical
1081  * layout as much as possible.
1082  *
1083  * Returns the number of page that could not be moved.
1084  */
1085 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1086                      const nodemask_t *to, int flags)
1087 {
1088         int busy = 0;
1089         int err = 0;
1090         nodemask_t tmp;
1091
1092         lru_cache_disable();
1093
1094         mmap_read_lock(mm);
1095
1096         /*
1097          * Find a 'source' bit set in 'tmp' whose corresponding 'dest'
1098          * bit in 'to' is not also set in 'tmp'.  Clear the found 'source'
1099          * bit in 'tmp', and return that <source, dest> pair for migration.
1100          * The pair of nodemasks 'to' and 'from' define the map.
1101          *
1102          * If no pair of bits is found that way, fallback to picking some
1103          * pair of 'source' and 'dest' bits that are not the same.  If the
1104          * 'source' and 'dest' bits are the same, this represents a node
1105          * that will be migrating to itself, so no pages need move.
1106          *
1107          * If no bits are left in 'tmp', or if all remaining bits left
1108          * in 'tmp' correspond to the same bit in 'to', return false
1109          * (nothing left to migrate).
1110          *
1111          * This lets us pick a pair of nodes to migrate between, such that
1112          * if possible the dest node is not already occupied by some other
1113          * source node, minimizing the risk of overloading the memory on a
1114          * node that would happen if we migrated incoming memory to a node
1115          * before migrating outgoing memory source that same node.
1116          *
1117          * A single scan of tmp is sufficient.  As we go, we remember the
1118          * most recent <s, d> pair that moved (s != d).  If we find a pair
1119          * that not only moved, but what's better, moved to an empty slot
1120          * (d is not set in tmp), then we break out then, with that pair.
1121          * Otherwise when we finish scanning from_tmp, we at least have the
1122          * most recent <s, d> pair that moved.  If we get all the way through
1123          * the scan of tmp without finding any node that moved, much less
1124          * moved to an empty node, then there is nothing left worth migrating.
1125          */
1126
1127         tmp = *from;
1128         while (!nodes_empty(tmp)) {
1129                 int s, d;
1130                 int source = NUMA_NO_NODE;
1131                 int dest = 0;
1132
1133                 for_each_node_mask(s, tmp) {
1134
1135                         /*
1136                          * do_migrate_pages() tries to maintain the relative
1137                          * node relationship of the pages established between
1138                          * threads and memory areas.
1139                          *
1140                          * However if the number of source nodes is not equal to
1141                          * the number of destination nodes we can not preserve
1142                          * this node relative relationship.  In that case, skip
1143                          * copying memory from a node that is in the destination
1144                          * mask.
1145                          *
1146                          * Example: [2,3,4] -> [3,4,5] moves everything.
1147                          *          [0-7] - > [3,4,5] moves only 0,1,2,6,7.
1148                          */
1149
1150                         if ((nodes_weight(*from) != nodes_weight(*to)) &&
1151                                                 (node_isset(s, *to)))
1152                                 continue;
1153
1154                         d = node_remap(s, *from, *to);
1155                         if (s == d)
1156                                 continue;
1157
1158                         source = s;     /* Node moved. Memorize */
1159                         dest = d;
1160
1161                         /* dest not in remaining from nodes? */
1162                         if (!node_isset(dest, tmp))
1163                                 break;
1164                 }
1165                 if (source == NUMA_NO_NODE)
1166                         break;
1167
1168                 node_clear(source, tmp);
1169                 err = migrate_to_node(mm, source, dest, flags);
1170                 if (err > 0)
1171                         busy += err;
1172                 if (err < 0)
1173                         break;
1174         }
1175         mmap_read_unlock(mm);
1176
1177         lru_cache_enable();
1178         if (err < 0)
1179                 return err;
1180         return busy;
1181
1182 }
1183
1184 /*
1185  * Allocate a new page for page migration based on vma policy.
1186  * Start by assuming the page is mapped by the same vma as contains @start.
1187  * Search forward from there, if not.  N.B., this assumes that the
1188  * list of pages handed to migrate_pages()--which is how we get here--
1189  * is in virtual address order.
1190  */
1191 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start)
1192 {
1193         struct folio *dst, *src = page_folio(page);
1194         struct vm_area_struct *vma;
1195         unsigned long address;
1196         gfp_t gfp = GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_RETRY_MAYFAIL;
1197
1198         vma = find_vma(current->mm, start);
1199         while (vma) {
1200                 address = page_address_in_vma(page, vma);
1201                 if (address != -EFAULT)
1202                         break;
1203                 vma = vma->vm_next;
1204         }
1205
1206         if (folio_test_hugetlb(src))
1207                 return alloc_huge_page_vma(page_hstate(&src->page),
1208                                 vma, address);
1209
1210         if (folio_test_large(src))
1211                 gfp = GFP_TRANSHUGE;
1212
1213         /*
1214          * if !vma, vma_alloc_folio() will use task or system default policy
1215          */
1216         dst = vma_alloc_folio(gfp, folio_order(src), vma, address,
1217                         folio_test_large(src));
1218         return &dst->page;
1219 }
1220 #else
1221
1222 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1223                                 unsigned long flags)
1224 {
1225         return -EIO;
1226 }
1227
1228 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1229                      const nodemask_t *to, int flags)
1230 {
1231         return -ENOSYS;
1232 }
1233
1234 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start)
1235 {
1236         return NULL;
1237 }
1238 #endif
1239
1240 static long do_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1241                      unsigned short mode, unsigned short mode_flags,
1242                      nodemask_t *nmask, unsigned long flags)
1243 {
1244         struct mm_struct *mm = current->mm;
1245         struct mempolicy *new;
1246         unsigned long end;
1247         int err;
1248         int ret;
1249         LIST_HEAD(pagelist);
1250
1251         if (flags & ~(unsigned long)MPOL_MF_VALID)
1252                 return -EINVAL;
1253         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1254                 return -EPERM;
1255
1256         if (start & ~PAGE_MASK)
1257                 return -EINVAL;
1258
1259         if (mode == MPOL_DEFAULT)
1260                 flags &= ~MPOL_MF_STRICT;
1261
1262         len = (len + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
1263         end = start + len;
1264
1265         if (end < start)
1266                 return -EINVAL;
1267         if (end == start)
1268                 return 0;
1269
1270         new = mpol_new(mode, mode_flags, nmask);
1271         if (IS_ERR(new))
1272                 return PTR_ERR(new);
1273
1274         if (flags & MPOL_MF_LAZY)
1275                 new->flags |= MPOL_F_MOF;
1276
1277         /*
1278          * If we are using the default policy then operation
1279          * on discontinuous address spaces is okay after all
1280          */
1281         if (!new)
1282                 flags |= MPOL_MF_DISCONTIG_OK;
1283
1284         pr_debug("mbind %lx-%lx mode:%d flags:%d nodes:%lx\n",
1285                  start, start + len, mode, mode_flags,
1286                  nmask ? nodes_addr(*nmask)[0] : NUMA_NO_NODE);
1287
1288         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
1289
1290                 lru_cache_disable();
1291         }
1292         {
1293                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1294                 if (scratch) {
1295                         mmap_write_lock(mm);
1296                         err = mpol_set_nodemask(new, nmask, scratch);
1297                         if (err)
1298                                 mmap_write_unlock(mm);
1299                 } else
1300                         err = -ENOMEM;
1301                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1302         }
1303         if (err)
1304                 goto mpol_out;
1305
1306         ret = queue_pages_range(mm, start, end, nmask,
1307                           flags | MPOL_MF_INVERT, &pagelist);
1308
1309         if (ret < 0) {
1310                 err = ret;
1311                 goto up_out;
1312         }
1313
1314         err = mbind_range(mm, start, end, new);
1315
1316         if (!err) {
1317                 int nr_failed = 0;
1318
1319                 if (!list_empty(&pagelist)) {
1320                         WARN_ON_ONCE(flags & MPOL_MF_LAZY);
1321                         nr_failed = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL,
1322                                 start, MIGRATE_SYNC, MR_MEMPOLICY_MBIND, NULL);
1323                         if (nr_failed)
1324                                 putback_movable_pages(&pagelist);
1325                 }
1326
1327                 if ((ret > 0) || (nr_failed && (flags & MPOL_MF_STRICT)))
1328                         err = -EIO;
1329         } else {
1330 up_out:
1331                 if (!list_empty(&pagelist))
1332                         putback_movable_pages(&pagelist);
1333         }
1334
1335         mmap_write_unlock(mm);
1336 mpol_out:
1337         mpol_put(new);
1338         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL))
1339                 lru_cache_enable();
1340         return err;
1341 }
1342
1343 /*
1344  * User space interface with variable sized bitmaps for nodelists.
1345  */
1346 static int get_bitmap(unsigned long *mask, const unsigned long __user *nmask,
1347                       unsigned long maxnode)
1348 {
1349         unsigned long nlongs = BITS_TO_LONGS(maxnode);
1350         int ret;
1351
1352         if (in_compat_syscall())
1353                 ret = compat_get_bitmap(mask,
1354                                         (const compat_ulong_t __user *)nmask,
1355                                         maxnode);
1356         else
1357                 ret = copy_from_user(mask, nmask,
1358                                      nlongs * sizeof(unsigned long));
1359
1360         if (ret)
1361                 return -EFAULT;
1362
1363         if (maxnode % BITS_PER_LONG)
1364                 mask[nlongs - 1] &= (1UL << (maxnode % BITS_PER_LONG)) - 1;
1365
1366         return 0;
1367 }
1368
1369 /* Copy a node mask from user space. */
1370 static int get_nodes(nodemask_t *nodes, const unsigned long __user *nmask,
1371                      unsigned long maxnode)
1372 {
1373         --maxnode;
1374         nodes_clear(*nodes);
1375         if (maxnode == 0 || !nmask)
1376                 return 0;
1377         if (maxnode > PAGE_SIZE*BITS_PER_BYTE)
1378                 return -EINVAL;
1379
1380         /*
1381          * When the user specified more nodes than supported just check
1382          * if the non supported part is all zero, one word at a time,
1383          * starting at the end.
1384          */
1385         while (maxnode > MAX_NUMNODES) {
1386                 unsigned long bits = min_t(unsigned long, maxnode, BITS_PER_LONG);
1387                 unsigned long t;
1388
1389                 if (get_bitmap(&t, &nmask[(maxnode - 1) / BITS_PER_LONG], bits))
1390                         return -EFAULT;
1391
1392                 if (maxnode - bits >= MAX_NUMNODES) {
1393                         maxnode -= bits;
1394                 } else {
1395                         maxnode = MAX_NUMNODES;
1396                         t &= ~((1UL << (MAX_NUMNODES % BITS_PER_LONG)) - 1);
1397                 }
1398                 if (t)
1399                         return -EINVAL;
1400         }
1401
1402         return get_bitmap(nodes_addr(*nodes), nmask, maxnode);
1403 }
1404
1405 /* Copy a kernel node mask to user space */
1406 static int copy_nodes_to_user(unsigned long __user *mask, unsigned long maxnode,
1407                               nodemask_t *nodes)
1408 {
1409         unsigned long copy = ALIGN(maxnode-1, 64) / 8;
1410         unsigned int nbytes = BITS_TO_LONGS(nr_node_ids) * sizeof(long);
1411         bool compat = in_compat_syscall();
1412
1413         if (compat)
1414                 nbytes = BITS_TO_COMPAT_LONGS(nr_node_ids) * sizeof(compat_long_t);
1415
1416         if (copy > nbytes) {
1417                 if (copy > PAGE_SIZE)
1418                         return -EINVAL;
1419                 if (clear_user((char __user *)mask + nbytes, copy - nbytes))
1420                         return -EFAULT;
1421                 copy = nbytes;
1422                 maxnode = nr_node_ids;
1423         }
1424
1425         if (compat)
1426                 return compat_put_bitmap((compat_ulong_t __user *)mask,
1427                                          nodes_addr(*nodes), maxnode);
1428
1429         return copy_to_user(mask, nodes_addr(*nodes), copy) ? -EFAULT : 0;
1430 }
1431
1432 /* Basic parameter sanity check used by both mbind() and set_mempolicy() */
1433 static inline int sanitize_mpol_flags(int *mode, unsigned short *flags)
1434 {
1435         *flags = *mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1436         *mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1437
1438         if ((unsigned int)(*mode) >=  MPOL_MAX)
1439                 return -EINVAL;
1440         if ((*flags & MPOL_F_STATIC_NODES) && (*flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1441                 return -EINVAL;
1442         if (*flags & MPOL_F_NUMA_BALANCING) {
1443                 if (*mode != MPOL_BIND)
1444                         return -EINVAL;
1445                 *flags |= (MPOL_F_MOF | MPOL_F_MORON);
1446         }
1447         return 0;
1448 }
1449
1450 static long kernel_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1451                          unsigned long mode, const unsigned long __user *nmask,
1452                          unsigned long maxnode, unsigned int flags)
1453 {
1454         unsigned short mode_flags;
1455         nodemask_t nodes;
1456         int lmode = mode;
1457         int err;
1458
1459         start = untagged_addr(start);
1460         err = sanitize_mpol_flags(&lmode, &mode_flags);
1461         if (err)
1462                 return err;
1463
1464         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1465         if (err)
1466                 return err;
1467
1468         return do_mbind(start, len, lmode, mode_flags, &nodes, flags);
1469 }
1470
1471 SYSCALL_DEFINE4(set_mempolicy_home_node, unsigned long, start, unsigned long, len,
1472                 unsigned long, home_node, unsigned long, flags)
1473 {
1474         struct mm_struct *mm = current->mm;
1475         struct vm_area_struct *vma;
1476         struct mempolicy *new;
1477         unsigned long vmstart;
1478         unsigned long vmend;
1479         unsigned long end;
1480         int err = -ENOENT;
1481
1482         start = untagged_addr(start);
1483         if (start & ~PAGE_MASK)
1484                 return -EINVAL;
1485         /*
1486          * flags is used for future extension if any.
1487          */
1488         if (flags != 0)
1489                 return -EINVAL;
1490
1491         /*
1492          * Check home_node is online to avoid accessing uninitialized
1493          * NODE_DATA.
1494          */
1495         if (home_node >= MAX_NUMNODES || !node_online(home_node))
1496                 return -EINVAL;
1497
1498         len = (len + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
1499         end = start + len;
1500
1501         if (end < start)
1502                 return -EINVAL;
1503         if (end == start)
1504                 return 0;
1505         mmap_write_lock(mm);
1506         vma = find_vma(mm, start);
1507         for (; vma && vma->vm_start < end;  vma = vma->vm_next) {
1508
1509                 vmstart = max(start, vma->vm_start);
1510                 vmend   = min(end, vma->vm_end);
1511                 new = mpol_dup(vma_policy(vma));
1512                 if (IS_ERR(new)) {
1513                         err = PTR_ERR(new);
1514                         break;
1515                 }
1516                 /*
1517                  * Only update home node if there is an existing vma policy
1518                  */
1519                 if (!new)
1520                         continue;
1521
1522                 /*
1523                  * If any vma in the range got policy other than MPOL_BIND
1524                  * or MPOL_PREFERRED_MANY we return error. We don't reset
1525                  * the home node for vmas we already updated before.
1526                  */
1527                 if (new->mode != MPOL_BIND && new->mode != MPOL_PREFERRED_MANY) {
1528                         err = -EOPNOTSUPP;
1529                         break;
1530                 }
1531
1532                 new->home_node = home_node;
1533                 err = mbind_range(mm, vmstart, vmend, new);
1534                 mpol_put(new);
1535                 if (err)
1536                         break;
1537         }
1538         mmap_write_unlock(mm);
1539         return err;
1540 }
1541
1542 SYSCALL_DEFINE6(mbind, unsigned long, start, unsigned long, len,
1543                 unsigned long, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1544                 unsigned long, maxnode, unsigned int, flags)
1545 {
1546         return kernel_mbind(start, len, mode, nmask, maxnode, flags);
1547 }
1548
1549 /* Set the process memory policy */
1550 static long kernel_set_mempolicy(int mode, const unsigned long __user *nmask,
1551                                  unsigned long maxnode)
1552 {
1553         unsigned short mode_flags;
1554         nodemask_t nodes;
1555         int lmode = mode;
1556         int err;
1557
1558         err = sanitize_mpol_flags(&lmode, &mode_flags);
1559         if (err)
1560                 return err;
1561
1562         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1563         if (err)
1564                 return err;
1565
1566         return do_set_mempolicy(lmode, mode_flags, &nodes);
1567 }
1568
1569 SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1570                 unsigned long, maxnode)
1571 {
1572         return kernel_set_mempolicy(mode, nmask, maxnode);
1573 }
1574
1575 static int kernel_migrate_pages(pid_t pid, unsigned long maxnode,
1576                                 const unsigned long __user *old_nodes,
1577                                 const unsigned long __user *new_nodes)
1578 {
1579         struct mm_struct *mm = NULL;
1580         struct task_struct *task;
1581         nodemask_t task_nodes;
1582         int err;
1583         nodemask_t *old;
1584         nodemask_t *new;
1585         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1586
1587         if (!scratch)
1588                 return -ENOMEM;
1589
1590         old = &scratch->mask1;
1591         new = &scratch->mask2;
1592
1593         err = get_nodes(old, old_nodes, maxnode);
1594         if (err)
1595                 goto out;
1596
1597         err = get_nodes(new, new_nodes, maxnode);
1598         if (err)
1599                 goto out;
1600
1601         /* Find the mm_struct */
1602         rcu_read_lock();
1603         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1604         if (!task) {
1605                 rcu_read_unlock();
1606                 err = -ESRCH;
1607                 goto out;
1608         }
1609         get_task_struct(task);
1610
1611         err = -EINVAL;
1612
1613         /*
1614          * Check if this process has the right to modify the specified process.
1615          * Use the regular "ptrace_may_access()" checks.
1616          */
1617         if (!ptrace_may_access(task, PTRACE_MODE_READ_REALCREDS)) {
1618                 rcu_read_unlock();
1619                 err = -EPERM;
1620                 goto out_put;
1621         }
1622         rcu_read_unlock();
1623
1624         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1625         /* Is the user allowed to access the target nodes? */
1626         if (!nodes_subset(*new, task_nodes) && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1627                 err = -EPERM;
1628                 goto out_put;
1629         }
1630
1631         task_nodes = cpuset_mems_allowed(current);
1632         nodes_and(*new, *new, task_nodes);
1633         if (nodes_empty(*new))
1634                 goto out_put;
1635
1636         err = security_task_movememory(task);
1637         if (err)
1638                 goto out_put;
1639
1640         mm = get_task_mm(task);
1641         put_task_struct(task);
1642
1643         if (!mm) {
1644                 err = -EINVAL;
1645                 goto out;
1646         }
1647
1648         err = do_migrate_pages(mm, old, new,
1649                 capable(CAP_SYS_NICE) ? MPOL_MF_MOVE_ALL : MPOL_MF_MOVE);
1650
1651         mmput(mm);
1652 out:
1653         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1654
1655         return err;
1656
1657 out_put:
1658         put_task_struct(task);
1659         goto out;
1660
1661 }
1662
1663 SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, pid_t, pid, unsigned long, maxnode,
1664                 const unsigned long __user *, old_nodes,
1665                 const unsigned long __user *, new_nodes)
1666 {
1667         return kernel_migrate_pages(pid, maxnode, old_nodes, new_nodes);
1668 }
1669
1670
1671 /* Retrieve NUMA policy */
1672 static int kernel_get_mempolicy(int __user *policy,
1673                                 unsigned long __user *nmask,
1674                                 unsigned long maxnode,
1675                                 unsigned long addr,
1676                                 unsigned long flags)
1677 {
1678         int err;
1679         int pval;
1680         nodemask_t nodes;
1681
1682         if (nmask != NULL && maxnode < nr_node_ids)
1683                 return -EINVAL;
1684
1685         addr = untagged_addr(addr);
1686
1687         err = do_get_mempolicy(&pval, &nodes, addr, flags);
1688
1689         if (err)
1690                 return err;
1691
1692         if (policy && put_user(pval, policy))
1693                 return -EFAULT;
1694
1695         if (nmask)
1696                 err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, &nodes);
1697
1698         return err;
1699 }
1700
1701 SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1702                 unsigned long __user *, nmask, unsigned long, maxnode,
1703                 unsigned long, addr, unsigned long, flags)
1704 {
1705         return kernel_get_mempolicy(policy, nmask, maxnode, addr, flags);
1706 }
1707
1708 bool vma_migratable(struct vm_area_struct *vma)
1709 {
1710         if (vma->vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP))
1711                 return false;
1712
1713         /*
1714          * DAX device mappings require predictable access latency, so avoid
1715          * incurring periodic faults.
1716          */
1717         if (vma_is_dax(vma))
1718                 return false;
1719
1720         if (is_vm_hugetlb_page(vma) &&
1721                 !hugepage_migration_supported(hstate_vma(vma)))
1722                 return false;
1723
1724         /*
1725          * Migration allocates pages in the highest zone. If we cannot
1726          * do so then migration (at least from node to node) is not
1727          * possible.
1728          */
1729         if (vma->vm_file &&
1730                 gfp_zone(mapping_gfp_mask(vma->vm_file->f_mapping))
1731                         < policy_zone)
1732                 return false;
1733         return true;
1734 }
1735
1736 struct mempolicy *__get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1737                                                 unsigned long addr)
1738 {
1739         struct mempolicy *pol = NULL;
1740
1741         if (vma) {
1742                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1743                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
1744                 } else if (vma->vm_policy) {
1745                         pol = vma->vm_policy;
1746
1747                         /*
1748                          * shmem_alloc_page() passes MPOL_F_SHARED policy with
1749                          * a pseudo vma whose vma->vm_ops=NULL. Take a reference
1750                          * count on these policies which will be dropped by
1751                          * mpol_cond_put() later
1752                          */
1753                         if (mpol_needs_cond_ref(pol))
1754                                 mpol_get(pol);
1755                 }
1756         }
1757
1758         return pol;
1759 }
1760
1761 /*
1762  * get_vma_policy(@vma, @addr)
1763  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
1764  * @addr: address in @vma for shared policy lookup
1765  *
1766  * Returns effective policy for a VMA at specified address.
1767  * Falls back to current->mempolicy or system default policy, as necessary.
1768  * Shared policies [those marked as MPOL_F_SHARED] require an extra reference
1769  * count--added by the get_policy() vm_op, as appropriate--to protect against
1770  * freeing by another task.  It is the caller's responsibility to free the
1771  * extra reference for shared policies.
1772  */
1773 static struct mempolicy *get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1774                                                 unsigned long addr)
1775 {
1776         struct mempolicy *pol = __get_vma_policy(vma, addr);
1777
1778         if (!pol)
1779                 pol = get_task_policy(current);
1780
1781         return pol;
1782 }
1783
1784 bool vma_policy_mof(struct vm_area_struct *vma)
1785 {
1786         struct mempolicy *pol;
1787
1788         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1789                 bool ret = false;
1790
1791                 pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, vma->vm_start);
1792                 if (pol && (pol->flags & MPOL_F_MOF))
1793                         ret = true;
1794                 mpol_cond_put(pol);
1795
1796                 return ret;
1797         }
1798
1799         pol = vma->vm_policy;
1800         if (!pol)
1801                 pol = get_task_policy(current);
1802
1803         return pol->flags & MPOL_F_MOF;
1804 }
1805
1806 static int apply_policy_zone(struct mempolicy *policy, enum zone_type zone)
1807 {
1808         enum zone_type dynamic_policy_zone = policy_zone;
1809
1810         BUG_ON(dynamic_policy_zone == ZONE_MOVABLE);
1811
1812         /*
1813          * if policy->nodes has movable memory only,
1814          * we apply policy when gfp_zone(gfp) = ZONE_MOVABLE only.
1815          *
1816          * policy->nodes is intersect with node_states[N_MEMORY].
1817          * so if the following test fails, it implies
1818          * policy->nodes has movable memory only.
1819          */
1820         if (!nodes_intersects(policy->nodes, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
1821                 dynamic_policy_zone = ZONE_MOVABLE;
1822
1823         return zone >= dynamic_policy_zone;
1824 }
1825
1826 /*
1827  * Return a nodemask representing a mempolicy for filtering nodes for
1828  * page allocation
1829  */
1830 nodemask_t *policy_nodemask(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1831 {
1832         int mode = policy->mode;
1833
1834         /* Lower zones don't get a nodemask applied for MPOL_BIND */
1835         if (unlikely(mode == MPOL_BIND) &&
1836                 apply_policy_zone(policy, gfp_zone(gfp)) &&
1837                 cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(&policy->nodes))
1838                 return &policy->nodes;
1839
1840         if (mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
1841                 return &policy->nodes;
1842
1843         return NULL;
1844 }
1845
1846 /*
1847  * Return the  preferred node id for 'prefer' mempolicy, and return
1848  * the given id for all other policies.
1849  *
1850  * policy_node() is always coupled with policy_nodemask(), which
1851  * secures the nodemask limit for 'bind' and 'prefer-many' policy.
1852  */
1853 static int policy_node(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy, int nd)
1854 {
1855         if (policy->mode == MPOL_PREFERRED) {
1856                 nd = first_node(policy->nodes);
1857         } else {
1858                 /*
1859                  * __GFP_THISNODE shouldn't even be used with the bind policy
1860                  * because we might easily break the expectation to stay on the
1861                  * requested node and not break the policy.
1862                  */
1863                 WARN_ON_ONCE(policy->mode == MPOL_BIND && (gfp & __GFP_THISNODE));
1864         }
1865
1866         if ((policy->mode == MPOL_BIND ||
1867              policy->mode == MPOL_PREFERRED_MANY) &&
1868             policy->home_node != NUMA_NO_NODE)
1869                 return policy->home_node;
1870
1871         return nd;
1872 }
1873
1874 /* Do dynamic interleaving for a process */
1875 static unsigned interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
1876 {
1877         unsigned next;
1878         struct task_struct *me = current;
1879
1880         next = next_node_in(me->il_prev, policy->nodes);
1881         if (next < MAX_NUMNODES)
1882                 me->il_prev = next;
1883         return next;
1884 }
1885
1886 /*
1887  * Depending on the memory policy provide a node from which to allocate the
1888  * next slab entry.
1889  */
1890 unsigned int mempolicy_slab_node(void)
1891 {
1892         struct mempolicy *policy;
1893         int node = numa_mem_id();
1894
1895         if (!in_task())
1896                 return node;
1897
1898         policy = current->mempolicy;
1899         if (!policy)
1900                 return node;
1901
1902         switch (policy->mode) {
1903         case MPOL_PREFERRED:
1904                 return first_node(policy->nodes);
1905
1906         case MPOL_INTERLEAVE:
1907                 return interleave_nodes(policy);
1908
1909         case MPOL_BIND:
1910         case MPOL_PREFERRED_MANY:
1911         {
1912                 struct zoneref *z;
1913
1914                 /*
1915                  * Follow bind policy behavior and start allocation at the
1916                  * first node.
1917                  */
1918                 struct zonelist *zonelist;
1919                 enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(GFP_KERNEL);
1920                 zonelist = &NODE_DATA(node)->node_zonelists[ZONELIST_FALLBACK];
1921                 z = first_zones_zonelist(zonelist, highest_zoneidx,
1922                                                         &policy->nodes);
1923                 return z->zone ? zone_to_nid(z->zone) : node;
1924         }
1925         case MPOL_LOCAL:
1926                 return node;
1927
1928         default:
1929                 BUG();
1930         }
1931 }
1932
1933 /*
1934  * Do static interleaving for a VMA with known offset @n.  Returns the n'th
1935  * node in pol->nodes (starting from n=0), wrapping around if n exceeds the
1936  * number of present nodes.
1937  */
1938 static unsigned offset_il_node(struct mempolicy *pol, unsigned long n)
1939 {
1940         nodemask_t nodemask = pol->nodes;
1941         unsigned int target, nnodes;
1942         int i;
1943         int nid;
1944         /*
1945          * The barrier will stabilize the nodemask in a register or on
1946          * the stack so that it will stop changing under the code.
1947          *
1948          * Between first_node() and next_node(), pol->nodes could be changed
1949          * by other threads. So we put pol->nodes in a local stack.
1950          */
1951         barrier();
1952
1953         nnodes = nodes_weight(nodemask);
1954         if (!nnodes)
1955                 return numa_node_id();
1956         target = (unsigned int)n % nnodes;
1957         nid = first_node(nodemask);
1958         for (i = 0; i < target; i++)
1959                 nid = next_node(nid, nodemask);
1960         return nid;
1961 }
1962
1963 /* Determine a node number for interleave */
1964 static inline unsigned interleave_nid(struct mempolicy *pol,
1965                  struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, int shift)
1966 {
1967         if (vma) {
1968                 unsigned long off;
1969
1970                 /*
1971                  * for small pages, there is no difference between
1972                  * shift and PAGE_SHIFT, so the bit-shift is safe.
1973                  * for huge pages, since vm_pgoff is in units of small
1974                  * pages, we need to shift off the always 0 bits to get
1975                  * a useful offset.
1976                  */
1977                 BUG_ON(shift < PAGE_SHIFT);
1978                 off = vma->vm_pgoff >> (shift - PAGE_SHIFT);
1979                 off += (addr - vma->vm_start) >> shift;
1980                 return offset_il_node(pol, off);
1981         } else
1982                 return interleave_nodes(pol);
1983 }
1984
1985 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
1986 /*
1987  * huge_node(@vma, @addr, @gfp_flags, @mpol)
1988  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
1989  * @addr: address in @vma for shared policy lookup and interleave policy
1990  * @gfp_flags: for requested zone
1991  * @mpol: pointer to mempolicy pointer for reference counted mempolicy
1992  * @nodemask: pointer to nodemask pointer for 'bind' and 'prefer-many' policy
1993  *
1994  * Returns a nid suitable for a huge page allocation and a pointer
1995  * to the struct mempolicy for conditional unref after allocation.
1996  * If the effective policy is 'bind' or 'prefer-many', returns a pointer
1997  * to the mempolicy's @nodemask for filtering the zonelist.
1998  *
1999  * Must be protected by read_mems_allowed_begin()
2000  */
2001 int huge_node(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, gfp_t gfp_flags,
2002                                 struct mempolicy **mpol, nodemask_t **nodemask)
2003 {
2004         int nid;
2005         int mode;
2006
2007         *mpol = get_vma_policy(vma, addr);
2008         *nodemask = NULL;
2009         mode = (*mpol)->mode;
2010
2011         if (unlikely(mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
2012                 nid = interleave_nid(*mpol, vma, addr,
2013                                         huge_page_shift(hstate_vma(vma)));
2014         } else {
2015                 nid = policy_node(gfp_flags, *mpol, numa_node_id());
2016                 if (mode == MPOL_BIND || mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
2017                         *nodemask = &(*mpol)->nodes;
2018         }
2019         return nid;
2020 }
2021
2022 /*
2023  * init_nodemask_of_mempolicy
2024  *
2025  * If the current task's mempolicy is "default" [NULL], return 'false'
2026  * to indicate default policy.  Otherwise, extract the policy nodemask
2027  * for 'bind' or 'interleave' policy into the argument nodemask, or
2028  * initialize the argument nodemask to contain the single node for
2029  * 'preferred' or 'local' policy and return 'true' to indicate presence
2030  * of non-default mempolicy.
2031  *
2032  * We don't bother with reference counting the mempolicy [mpol_get/put]
2033  * because the current task is examining it's own mempolicy and a task's
2034  * mempolicy is only ever changed by the task itself.
2035  *
2036  * N.B., it is the caller's responsibility to free a returned nodemask.
2037  */
2038 bool init_nodemask_of_mempolicy(nodemask_t *mask)
2039 {
2040         struct mempolicy *mempolicy;
2041
2042         if (!(mask && current->mempolicy))
2043                 return false;
2044
2045         task_lock(current);
2046         mempolicy = current->mempolicy;
2047         switch (mempolicy->mode) {
2048         case MPOL_PREFERRED:
2049         case MPOL_PREFERRED_MANY:
2050         case MPOL_BIND:
2051         case MPOL_INTERLEAVE:
2052                 *mask = mempolicy->nodes;
2053                 break;
2054
2055         case MPOL_LOCAL:
2056                 init_nodemask_of_node(mask, numa_node_id());
2057                 break;
2058
2059         default:
2060                 BUG();
2061         }
2062         task_unlock(current);
2063
2064         return true;
2065 }
2066 #endif
2067
2068 /*
2069  * mempolicy_in_oom_domain
2070  *
2071  * If tsk's mempolicy is "bind", check for intersection between mask and
2072  * the policy nodemask. Otherwise, return true for all other policies
2073  * including "interleave", as a tsk with "interleave" policy may have
2074  * memory allocated from all nodes in system.
2075  *
2076  * Takes task_lock(tsk) to prevent freeing of its mempolicy.
2077  */
2078 bool mempolicy_in_oom_domain(struct task_struct *tsk,
2079                                         const nodemask_t *mask)
2080 {
2081         struct mempolicy *mempolicy;
2082         bool ret = true;
2083
2084         if (!mask)
2085                 return ret;
2086
2087         task_lock(tsk);
2088         mempolicy = tsk->mempolicy;
2089         if (mempolicy && mempolicy->mode == MPOL_BIND)
2090                 ret = nodes_intersects(mempolicy->nodes, *mask);
2091         task_unlock(tsk);
2092
2093         return ret;
2094 }
2095
2096 /* Allocate a page in interleaved policy.
2097    Own path because it needs to do special accounting. */
2098 static struct page *alloc_page_interleave(gfp_t gfp, unsigned order,
2099                                         unsigned nid)
2100 {
2101         struct page *page;
2102
2103         page = __alloc_pages(gfp, order, nid, NULL);
2104         /* skip NUMA_INTERLEAVE_HIT counter update if numa stats is disabled */
2105         if (!static_branch_likely(&vm_numa_stat_key))
2106                 return page;
2107         if (page && page_to_nid(page) == nid) {
2108                 preempt_disable();
2109                 __count_numa_event(page_zone(page), NUMA_INTERLEAVE_HIT);
2110                 preempt_enable();
2111         }
2112         return page;
2113 }
2114
2115 static struct page *alloc_pages_preferred_many(gfp_t gfp, unsigned int order,
2116                                                 int nid, struct mempolicy *pol)
2117 {
2118         struct page *page;
2119         gfp_t preferred_gfp;
2120
2121         /*
2122          * This is a two pass approach. The first pass will only try the
2123          * preferred nodes but skip the direct reclaim and allow the
2124          * allocation to fail, while the second pass will try all the
2125          * nodes in system.
2126          */
2127         preferred_gfp = gfp | __GFP_NOWARN;
2128         preferred_gfp &= ~(__GFP_DIRECT_RECLAIM | __GFP_NOFAIL);
2129         page = __alloc_pages(preferred_gfp, order, nid, &pol->nodes);
2130         if (!page)
2131                 page = __alloc_pages(gfp, order, nid, NULL);
2132
2133         return page;
2134 }
2135
2136 /**
2137  * vma_alloc_folio - Allocate a folio for a VMA.
2138  * @gfp: GFP flags.
2139  * @order: Order of the folio.
2140  * @vma: Pointer to VMA or NULL if not available.
2141  * @addr: Virtual address of the allocation.  Must be inside @vma.
2142  * @hugepage: For hugepages try only the preferred node if possible.
2143  *
2144  * Allocate a folio for a specific address in @vma, using the appropriate
2145  * NUMA policy.  When @vma is not NULL the caller must hold the mmap_lock
2146  * of the mm_struct of the VMA to prevent it from going away.  Should be
2147  * used for all allocations for folios that will be mapped into user space.
2148  *
2149  * Return: The folio on success or NULL if allocation fails.
2150  */
2151 struct folio *vma_alloc_folio(gfp_t gfp, int order, struct vm_area_struct *vma,
2152                 unsigned long addr, bool hugepage)
2153 {
2154         struct mempolicy *pol;
2155         int node = numa_node_id();
2156         struct folio *folio;
2157         int preferred_nid;
2158         nodemask_t *nmask;
2159
2160         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2161
2162         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
2163                 struct page *page;
2164                 unsigned nid;
2165
2166                 nid = interleave_nid(pol, vma, addr, PAGE_SHIFT + order);
2167                 mpol_cond_put(pol);
2168                 gfp |= __GFP_COMP;
2169                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, nid);
2170                 if (page && order > 1)
2171                         prep_transhuge_page(page);
2172                 folio = (struct folio *)page;
2173                 goto out;
2174         }
2175
2176         if (pol->mode == MPOL_PREFERRED_MANY) {
2177                 struct page *page;
2178
2179                 node = policy_node(gfp, pol, node);
2180                 gfp |= __GFP_COMP;
2181                 page = alloc_pages_preferred_many(gfp, order, node, pol);
2182                 mpol_cond_put(pol);
2183                 if (page && order > 1)
2184                         prep_transhuge_page(page);
2185                 folio = (struct folio *)page;
2186                 goto out;
2187         }
2188
2189         if (unlikely(IS_ENABLED(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) && hugepage)) {
2190                 int hpage_node = node;
2191
2192                 /*
2193                  * For hugepage allocation and non-interleave policy which
2194                  * allows the current node (or other explicitly preferred
2195                  * node) we only try to allocate from the current/preferred
2196                  * node and don't fall back to other nodes, as the cost of
2197                  * remote accesses would likely offset THP benefits.
2198                  *
2199                  * If the policy is interleave or does not allow the current
2200                  * node in its nodemask, we allocate the standard way.
2201                  */
2202                 if (pol->mode == MPOL_PREFERRED)
2203                         hpage_node = first_node(pol->nodes);
2204
2205                 nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2206                 if (!nmask || node_isset(hpage_node, *nmask)) {
2207                         mpol_cond_put(pol);
2208                         /*
2209                          * First, try to allocate THP only on local node, but
2210                          * don't reclaim unnecessarily, just compact.
2211                          */
2212                         folio = __folio_alloc_node(gfp | __GFP_THISNODE |
2213                                         __GFP_NORETRY, order, hpage_node);
2214
2215                         /*
2216                          * If hugepage allocations are configured to always
2217                          * synchronous compact or the vma has been madvised
2218                          * to prefer hugepage backing, retry allowing remote
2219                          * memory with both reclaim and compact as well.
2220                          */
2221                         if (!folio && (gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM))
2222                                 folio = __folio_alloc(gfp, order, hpage_node,
2223                                                       nmask);
2224
2225                         goto out;
2226                 }
2227         }
2228
2229         nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2230         preferred_nid = policy_node(gfp, pol, node);
2231         folio = __folio_alloc(gfp, order, preferred_nid, nmask);
2232         mpol_cond_put(pol);
2233 out:
2234         return folio;
2235 }
2236 EXPORT_SYMBOL(vma_alloc_folio);
2237
2238 /**
2239  * alloc_pages - Allocate pages.
2240  * @gfp: GFP flags.
2241  * @order: Power of two of number of pages to allocate.
2242  *
2243  * Allocate 1 << @order contiguous pages.  The physical address of the
2244  * first page is naturally aligned (eg an order-3 allocation will be aligned
2245  * to a multiple of 8 * PAGE_SIZE bytes).  The NUMA policy of the current
2246  * process is honoured when in process context.
2247  *
2248  * Context: Can be called from any context, providing the appropriate GFP
2249  * flags are used.
2250  * Return: The page on success or NULL if allocation fails.
2251  */
2252 struct page *alloc_pages(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 if (pol->mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
2267                 page = alloc_pages_preferred_many(gfp, order,
2268                                   policy_node(gfp, pol, numa_node_id()), pol);
2269         else
2270                 page = __alloc_pages(gfp, order,
2271                                 policy_node(gfp, pol, numa_node_id()),
2272                                 policy_nodemask(gfp, pol));
2273
2274         return page;
2275 }
2276 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages);
2277
2278 struct folio *folio_alloc(gfp_t gfp, unsigned order)
2279 {
2280         struct page *page = alloc_pages(gfp | __GFP_COMP, order);
2281
2282         if (page && order > 1)
2283                 prep_transhuge_page(page);
2284         return (struct folio *)page;
2285 }
2286 EXPORT_SYMBOL(folio_alloc);
2287
2288 static unsigned long alloc_pages_bulk_array_interleave(gfp_t gfp,
2289                 struct mempolicy *pol, unsigned long nr_pages,
2290                 struct page **page_array)
2291 {
2292         int nodes;
2293         unsigned long nr_pages_per_node;
2294         int delta;
2295         int i;
2296         unsigned long nr_allocated;
2297         unsigned long total_allocated = 0;
2298
2299         nodes = nodes_weight(pol->nodes);
2300         nr_pages_per_node = nr_pages / nodes;
2301         delta = nr_pages - nodes * nr_pages_per_node;
2302
2303         for (i = 0; i < nodes; i++) {
2304                 if (delta) {
2305                         nr_allocated = __alloc_pages_bulk(gfp,
2306                                         interleave_nodes(pol), NULL,
2307                                         nr_pages_per_node + 1, NULL,
2308                                         page_array);
2309                         delta--;
2310                 } else {
2311                         nr_allocated = __alloc_pages_bulk(gfp,
2312                                         interleave_nodes(pol), NULL,
2313                                         nr_pages_per_node, NULL, page_array);
2314                 }
2315
2316                 page_array += nr_allocated;
2317                 total_allocated += nr_allocated;
2318         }
2319
2320         return total_allocated;
2321 }
2322
2323 static unsigned long alloc_pages_bulk_array_preferred_many(gfp_t gfp, int nid,
2324                 struct mempolicy *pol, unsigned long nr_pages,
2325                 struct page **page_array)
2326 {
2327         gfp_t preferred_gfp;
2328         unsigned long nr_allocated = 0;
2329
2330         preferred_gfp = gfp | __GFP_NOWARN;
2331         preferred_gfp &= ~(__GFP_DIRECT_RECLAIM | __GFP_NOFAIL);
2332
2333         nr_allocated  = __alloc_pages_bulk(preferred_gfp, nid, &pol->nodes,
2334                                            nr_pages, NULL, page_array);
2335
2336         if (nr_allocated < nr_pages)
2337                 nr_allocated += __alloc_pages_bulk(gfp, numa_node_id(), NULL,
2338                                 nr_pages - nr_allocated, NULL,
2339                                 page_array + nr_allocated);
2340         return nr_allocated;
2341 }
2342
2343 /* alloc pages bulk and mempolicy should be considered at the
2344  * same time in some situation such as vmalloc.
2345  *
2346  * It can accelerate memory allocation especially interleaving
2347  * allocate memory.
2348  */
2349 unsigned long alloc_pages_bulk_array_mempolicy(gfp_t gfp,
2350                 unsigned long nr_pages, struct page **page_array)
2351 {
2352         struct mempolicy *pol = &default_policy;
2353
2354         if (!in_interrupt() && !(gfp & __GFP_THISNODE))
2355                 pol = get_task_policy(current);
2356
2357         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
2358                 return alloc_pages_bulk_array_interleave(gfp, pol,
2359                                                          nr_pages, page_array);
2360
2361         if (pol->mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
2362                 return alloc_pages_bulk_array_preferred_many(gfp,
2363                                 numa_node_id(), pol, nr_pages, page_array);
2364
2365         return __alloc_pages_bulk(gfp, policy_node(gfp, pol, numa_node_id()),
2366                                   policy_nodemask(gfp, pol), nr_pages, NULL,
2367                                   page_array);
2368 }
2369
2370 int vma_dup_policy(struct vm_area_struct *src, struct vm_area_struct *dst)
2371 {
2372         struct mempolicy *pol = mpol_dup(vma_policy(src));
2373
2374         if (IS_ERR(pol))
2375                 return PTR_ERR(pol);
2376         dst->vm_policy = pol;
2377         return 0;
2378 }
2379
2380 /*
2381  * If mpol_dup() sees current->cpuset == cpuset_being_rebound, then it
2382  * rebinds the mempolicy its copying by calling mpol_rebind_policy()
2383  * with the mems_allowed returned by cpuset_mems_allowed().  This
2384  * keeps mempolicies cpuset relative after its cpuset moves.  See
2385  * further kernel/cpuset.c update_nodemask().
2386  *
2387  * current's mempolicy may be rebinded by the other task(the task that changes
2388  * cpuset's mems), so we needn't do rebind work for current task.
2389  */
2390
2391 /* Slow path of a mempolicy duplicate */
2392 struct mempolicy *__mpol_dup(struct mempolicy *old)
2393 {
2394         struct mempolicy *new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2395
2396         if (!new)
2397                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2398
2399         /* task's mempolicy is protected by alloc_lock */
2400         if (old == current->mempolicy) {
2401                 task_lock(current);
2402                 *new = *old;
2403                 task_unlock(current);
2404         } else
2405                 *new = *old;
2406
2407         if (current_cpuset_is_being_rebound()) {
2408                 nodemask_t mems = cpuset_mems_allowed(current);
2409                 mpol_rebind_policy(new, &mems);
2410         }
2411         atomic_set(&new->refcnt, 1);
2412         return new;
2413 }
2414
2415 /* Slow path of a mempolicy comparison */
2416 bool __mpol_equal(struct mempolicy *a, struct mempolicy *b)
2417 {
2418         if (!a || !b)
2419                 return false;
2420         if (a->mode != b->mode)
2421                 return false;
2422         if (a->flags != b->flags)
2423                 return false;
2424         if (a->home_node != b->home_node)
2425                 return false;
2426         if (mpol_store_user_nodemask(a))
2427                 if (!nodes_equal(a->w.user_nodemask, b->w.user_nodemask))
2428                         return false;
2429
2430         switch (a->mode) {
2431         case MPOL_BIND:
2432         case MPOL_INTERLEAVE:
2433         case MPOL_PREFERRED:
2434         case MPOL_PREFERRED_MANY:
2435                 return !!nodes_equal(a->nodes, b->nodes);
2436         case MPOL_LOCAL:
2437                 return true;
2438         default:
2439                 BUG();
2440                 return false;
2441         }
2442 }
2443
2444 /*
2445  * Shared memory backing store policy support.
2446  *
2447  * Remember policies even when nobody has shared memory mapped.
2448  * The policies are kept in Red-Black tree linked from the inode.
2449  * They are protected by the sp->lock rwlock, which should be held
2450  * for any accesses to the tree.
2451  */
2452
2453 /*
2454  * lookup first element intersecting start-end.  Caller holds sp->lock for
2455  * reading or for writing
2456  */
2457 static struct sp_node *
2458 sp_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long start, unsigned long end)
2459 {
2460         struct rb_node *n = sp->root.rb_node;
2461
2462         while (n) {
2463                 struct sp_node *p = rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2464
2465                 if (start >= p->end)
2466                         n = n->rb_right;
2467                 else if (end <= p->start)
2468                         n = n->rb_left;
2469                 else
2470                         break;
2471         }
2472         if (!n)
2473                 return NULL;
2474         for (;;) {
2475                 struct sp_node *w = NULL;
2476                 struct rb_node *prev = rb_prev(n);
2477                 if (!prev)
2478                         break;
2479                 w = rb_entry(prev, struct sp_node, nd);
2480                 if (w->end <= start)
2481                         break;
2482                 n = prev;
2483         }
2484         return rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2485 }
2486
2487 /*
2488  * Insert a new shared policy into the list.  Caller holds sp->lock for
2489  * writing.
2490  */
2491 static void sp_insert(struct shared_policy *sp, struct sp_node *new)
2492 {
2493         struct rb_node **p = &sp->root.rb_node;
2494         struct rb_node *parent = NULL;
2495         struct sp_node *nd;
2496
2497         while (*p) {
2498                 parent = *p;
2499                 nd = rb_entry(parent, struct sp_node, nd);
2500                 if (new->start < nd->start)
2501                         p = &(*p)->rb_left;
2502                 else if (new->end > nd->end)
2503                         p = &(*p)->rb_right;
2504                 else
2505                         BUG();
2506         }
2507         rb_link_node(&new->nd, parent, p);
2508         rb_insert_color(&new->nd, &sp->root);
2509         pr_debug("inserting %lx-%lx: %d\n", new->start, new->end,
2510                  new->policy ? new->policy->mode : 0);
2511 }
2512
2513 /* Find shared policy intersecting idx */
2514 struct mempolicy *
2515 mpol_shared_policy_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long idx)
2516 {
2517         struct mempolicy *pol = NULL;
2518         struct sp_node *sn;
2519
2520         if (!sp->root.rb_node)
2521                 return NULL;
2522         read_lock(&sp->lock);
2523         sn = sp_lookup(sp, idx, idx+1);
2524         if (sn) {
2525                 mpol_get(sn->policy);
2526                 pol = sn->policy;
2527         }
2528         read_unlock(&sp->lock);
2529         return pol;
2530 }
2531
2532 static void sp_free(struct sp_node *n)
2533 {
2534         mpol_put(n->policy);
2535         kmem_cache_free(sn_cache, n);
2536 }
2537
2538 /**
2539  * mpol_misplaced - check whether current page node is valid in policy
2540  *
2541  * @page: page to be checked
2542  * @vma: vm area where page mapped
2543  * @addr: virtual address where page mapped
2544  *
2545  * Lookup current policy node id for vma,addr and "compare to" page's
2546  * node id.  Policy determination "mimics" alloc_page_vma().
2547  * Called from fault path where we know the vma and faulting address.
2548  *
2549  * Return: NUMA_NO_NODE if the page is in a node that is valid for this
2550  * policy, or a suitable node ID to allocate a replacement page from.
2551  */
2552 int mpol_misplaced(struct page *page, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
2553 {
2554         struct mempolicy *pol;
2555         struct zoneref *z;
2556         int curnid = page_to_nid(page);
2557         unsigned long pgoff;
2558         int thiscpu = raw_smp_processor_id();
2559         int thisnid = cpu_to_node(thiscpu);
2560         int polnid = NUMA_NO_NODE;
2561         int ret = NUMA_NO_NODE;
2562
2563         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2564         if (!(pol->flags & MPOL_F_MOF))
2565                 goto out;
2566
2567         switch (pol->mode) {
2568         case MPOL_INTERLEAVE:
2569                 pgoff = vma->vm_pgoff;
2570                 pgoff += (addr - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2571                 polnid = offset_il_node(pol, pgoff);
2572                 break;
2573
2574         case MPOL_PREFERRED:
2575                 if (node_isset(curnid, pol->nodes))
2576                         goto out;
2577                 polnid = first_node(pol->nodes);
2578                 break;
2579
2580         case MPOL_LOCAL:
2581                 polnid = numa_node_id();
2582                 break;
2583
2584         case MPOL_BIND:
2585                 /* Optimize placement among multiple nodes via NUMA balancing */
2586                 if (pol->flags & MPOL_F_MORON) {
2587                         if (node_isset(thisnid, pol->nodes))
2588                                 break;
2589                         goto out;
2590                 }
2591                 fallthrough;
2592
2593         case MPOL_PREFERRED_MANY:
2594                 /*
2595                  * use current page if in policy nodemask,
2596                  * else select nearest allowed node, if any.
2597                  * If no allowed nodes, use current [!misplaced].
2598                  */
2599                 if (node_isset(curnid, pol->nodes))
2600                         goto out;
2601                 z = first_zones_zonelist(
2602                                 node_zonelist(numa_node_id(), GFP_HIGHUSER),
2603                                 gfp_zone(GFP_HIGHUSER),
2604                                 &pol->nodes);
2605                 polnid = zone_to_nid(z->zone);
2606                 break;
2607
2608         default:
2609                 BUG();
2610         }
2611
2612         /* Migrate the page towards the node whose CPU is referencing it */
2613         if (pol->flags & MPOL_F_MORON) {
2614                 polnid = thisnid;
2615
2616                 if (!should_numa_migrate_memory(current, page, curnid, thiscpu))
2617                         goto out;
2618         }
2619
2620         if (curnid != polnid)
2621                 ret = polnid;
2622 out:
2623         mpol_cond_put(pol);
2624
2625         return ret;
2626 }
2627
2628 /*
2629  * Drop the (possibly final) reference to task->mempolicy.  It needs to be
2630  * dropped after task->mempolicy is set to NULL so that any allocation done as
2631  * part of its kmem_cache_free(), such as by KASAN, doesn't reference a freed
2632  * policy.
2633  */
2634 void mpol_put_task_policy(struct task_struct *task)
2635 {
2636         struct mempolicy *pol;
2637
2638         task_lock(task);
2639         pol = task->mempolicy;
2640         task->mempolicy = NULL;
2641         task_unlock(task);
2642         mpol_put(pol);
2643 }
2644
2645 static void sp_delete(struct shared_policy *sp, struct sp_node *n)
2646 {
2647         pr_debug("deleting %lx-l%lx\n", n->start, n->end);
2648         rb_erase(&n->nd, &sp->root);
2649         sp_free(n);
2650 }
2651
2652 static void sp_node_init(struct sp_node *node, unsigned long start,
2653                         unsigned long end, struct mempolicy *pol)
2654 {
2655         node->start = start;
2656         node->end = end;
2657         node->policy = pol;
2658 }
2659
2660 static struct sp_node *sp_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
2661                                 struct mempolicy *pol)
2662 {
2663         struct sp_node *n;
2664         struct mempolicy *newpol;
2665
2666         n = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2667         if (!n)
2668                 return NULL;
2669
2670         newpol = mpol_dup(pol);
2671         if (IS_ERR(newpol)) {
2672                 kmem_cache_free(sn_cache, n);
2673                 return NULL;
2674         }
2675         newpol->flags |= MPOL_F_SHARED;
2676         sp_node_init(n, start, end, newpol);
2677
2678         return n;
2679 }
2680
2681 /* Replace a policy range. */
2682 static int shared_policy_replace(struct shared_policy *sp, unsigned long start,
2683                                  unsigned long end, struct sp_node *new)
2684 {
2685         struct sp_node *n;
2686         struct sp_node *n_new = NULL;
2687         struct mempolicy *mpol_new = NULL;
2688         int ret = 0;
2689
2690 restart:
2691         write_lock(&sp->lock);
2692         n = sp_lookup(sp, start, end);
2693         /* Take care of old policies in the same range. */
2694         while (n && n->start < end) {
2695                 struct rb_node *next = rb_next(&n->nd);
2696                 if (n->start >= start) {
2697                         if (n->end <= end)
2698                                 sp_delete(sp, n);
2699                         else
2700                                 n->start = end;
2701                 } else {
2702                         /* Old policy spanning whole new range. */
2703                         if (n->end > end) {
2704                                 if (!n_new)
2705                                         goto alloc_new;
2706
2707                                 *mpol_new = *n->policy;
2708                                 atomic_set(&mpol_new->refcnt, 1);
2709                                 sp_node_init(n_new, end, n->end, mpol_new);
2710                                 n->end = start;
2711                                 sp_insert(sp, n_new);
2712                                 n_new = NULL;
2713                                 mpol_new = NULL;
2714                                 break;
2715                         } else
2716                                 n->end = start;
2717                 }
2718                 if (!next)
2719                         break;
2720                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2721         }
2722         if (new)
2723                 sp_insert(sp, new);
2724         write_unlock(&sp->lock);
2725         ret = 0;
2726
2727 err_out:
2728         if (mpol_new)
2729                 mpol_put(mpol_new);
2730         if (n_new)
2731                 kmem_cache_free(sn_cache, n_new);
2732
2733         return ret;
2734
2735 alloc_new:
2736         write_unlock(&sp->lock);
2737         ret = -ENOMEM;
2738         n_new = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2739         if (!n_new)
2740                 goto err_out;
2741         mpol_new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2742         if (!mpol_new)
2743                 goto err_out;
2744         atomic_set(&mpol_new->refcnt, 1);
2745         goto restart;
2746 }
2747
2748 /**
2749  * mpol_shared_policy_init - initialize shared policy for inode
2750  * @sp: pointer to inode shared policy
2751  * @mpol:  struct mempolicy to install
2752  *
2753  * Install non-NULL @mpol in inode's shared policy rb-tree.
2754  * On entry, the current task has a reference on a non-NULL @mpol.
2755  * This must be released on exit.
2756  * This is called at get_inode() calls and we can use GFP_KERNEL.
2757  */
2758 void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *sp, struct mempolicy *mpol)
2759 {
2760         int ret;
2761
2762         sp->root = RB_ROOT;             /* empty tree == default mempolicy */
2763         rwlock_init(&sp->lock);
2764
2765         if (mpol) {
2766                 struct vm_area_struct pvma;
2767                 struct mempolicy *new;
2768                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2769
2770                 if (!scratch)
2771                         goto put_mpol;
2772                 /* contextualize the tmpfs mount point mempolicy */
2773                 new = mpol_new(mpol->mode, mpol->flags, &mpol->w.user_nodemask);
2774                 if (IS_ERR(new))
2775                         goto free_scratch; /* no valid nodemask intersection */
2776
2777                 task_lock(current);
2778                 ret = mpol_set_nodemask(new, &mpol->w.user_nodemask, scratch);
2779                 task_unlock(current);
2780                 if (ret)
2781                         goto put_new;
2782
2783                 /* Create pseudo-vma that contains just the policy */
2784                 vma_init(&pvma, NULL);
2785                 pvma.vm_end = TASK_SIZE;        /* policy covers entire file */
2786                 mpol_set_shared_policy(sp, &pvma, new); /* adds ref */
2787
2788 put_new:
2789                 mpol_put(new);                  /* drop initial ref */
2790 free_scratch:
2791                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2792 put_mpol:
2793                 mpol_put(mpol); /* drop our incoming ref on sb mpol */
2794         }
2795 }
2796
2797 int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *info,
2798                         struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *npol)
2799 {
2800         int err;
2801         struct sp_node *new = NULL;
2802         unsigned long sz = vma_pages(vma);
2803
2804         pr_debug("set_shared_policy %lx sz %lu %d %d %lx\n",
2805                  vma->vm_pgoff,
2806                  sz, npol ? npol->mode : -1,
2807                  npol ? npol->flags : -1,
2808                  npol ? nodes_addr(npol->nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
2809
2810         if (npol) {
2811                 new = sp_alloc(vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, npol);
2812                 if (!new)
2813                         return -ENOMEM;
2814         }
2815         err = shared_policy_replace(info, vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff+sz, new);
2816         if (err && new)
2817                 sp_free(new);
2818         return err;
2819 }
2820
2821 /* Free a backing policy store on inode delete. */
2822 void mpol_free_shared_policy(struct shared_policy *p)
2823 {
2824         struct sp_node *n;
2825         struct rb_node *next;
2826
2827         if (!p->root.rb_node)
2828                 return;
2829         write_lock(&p->lock);
2830         next = rb_first(&p->root);
2831         while (next) {
2832                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2833                 next = rb_next(&n->nd);
2834                 sp_delete(p, n);
2835         }
2836         write_unlock(&p->lock);
2837 }
2838
2839 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2840 static int __initdata numabalancing_override;
2841
2842 static void __init check_numabalancing_enable(void)
2843 {
2844         bool numabalancing_default = false;
2845
2846         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA_BALANCING_DEFAULT_ENABLED))
2847                 numabalancing_default = true;
2848
2849         /* Parsed by setup_numabalancing. override == 1 enables, -1 disables */
2850         if (numabalancing_override)
2851                 set_numabalancing_state(numabalancing_override == 1);
2852
2853         if (num_online_nodes() > 1 && !numabalancing_override) {
2854                 pr_info("%s automatic NUMA balancing. Configure with numa_balancing= or the kernel.numa_balancing sysctl\n",
2855                         numabalancing_default ? "Enabling" : "Disabling");
2856                 set_numabalancing_state(numabalancing_default);
2857         }
2858 }
2859
2860 static int __init setup_numabalancing(char *str)
2861 {
2862         int ret = 0;
2863         if (!str)
2864                 goto out;
2865
2866         if (!strcmp(str, "enable")) {
2867                 numabalancing_override = 1;
2868                 ret = 1;
2869         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2870                 numabalancing_override = -1;
2871                 ret = 1;
2872         }
2873 out:
2874         if (!ret)
2875                 pr_warn("Unable to parse numa_balancing=\n");
2876
2877         return ret;
2878 }
2879 __setup("numa_balancing=", setup_numabalancing);
2880 #else
2881 static inline void __init check_numabalancing_enable(void)
2882 {
2883 }
2884 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2885
2886 /* assumes fs == KERNEL_DS */
2887 void __init numa_policy_init(void)
2888 {
2889         nodemask_t interleave_nodes;
2890         unsigned long largest = 0;
2891         int nid, prefer = 0;
2892
2893         policy_cache = kmem_cache_create("numa_policy",
2894                                          sizeof(struct mempolicy),
2895                                          0, SLAB_PANIC, NULL);
2896
2897         sn_cache = kmem_cache_create("shared_policy_node",
2898                                      sizeof(struct sp_node),
2899                                      0, SLAB_PANIC, NULL);
2900
2901         for_each_node(nid) {
2902                 preferred_node_policy[nid] = (struct mempolicy) {
2903                         .refcnt = ATOMIC_INIT(1),
2904                         .mode = MPOL_PREFERRED,
2905                         .flags = MPOL_F_MOF | MPOL_F_MORON,
2906                         .nodes = nodemask_of_node(nid),
2907                 };
2908         }
2909
2910         /*
2911          * Set interleaving policy for system init. Interleaving is only
2912          * enabled across suitably sized nodes (default is >= 16MB), or
2913          * fall back to the largest node if they're all smaller.
2914          */
2915         nodes_clear(interleave_nodes);
2916         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
2917                 unsigned long total_pages = node_present_pages(nid);
2918
2919                 /* Preserve the largest node */
2920                 if (largest < total_pages) {
2921                         largest = total_pages;
2922                         prefer = nid;
2923                 }
2924
2925                 /* Interleave this node? */
2926                 if ((total_pages << PAGE_SHIFT) >= (16 << 20))
2927                         node_set(nid, interleave_nodes);
2928         }
2929
2930         /* All too small, use the largest */
2931         if (unlikely(nodes_empty(interleave_nodes)))
2932                 node_set(prefer, interleave_nodes);
2933
2934         if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, 0, &interleave_nodes))
2935                 pr_err("%s: interleaving failed\n", __func__);
2936
2937         check_numabalancing_enable();
2938 }
2939
2940 /* Reset policy of current process to default */
2941 void numa_default_policy(void)
2942 {
2943         do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, 0, NULL);
2944 }
2945
2946 /*
2947  * Parse and format mempolicy from/to strings
2948  */
2949
2950 static const char * const policy_modes[] =
2951 {
2952         [MPOL_DEFAULT]    = "default",
2953         [MPOL_PREFERRED]  = "prefer",
2954         [MPOL_BIND]       = "bind",
2955         [MPOL_INTERLEAVE] = "interleave",
2956         [MPOL_LOCAL]      = "local",
2957         [MPOL_PREFERRED_MANY]  = "prefer (many)",
2958 };
2959
2960
2961 #ifdef CONFIG_TMPFS
2962 /**
2963  * mpol_parse_str - parse string to mempolicy, for tmpfs mpol mount option.
2964  * @str:  string containing mempolicy to parse
2965  * @mpol:  pointer to struct mempolicy pointer, returned on success.
2966  *
2967  * Format of input:
2968  *      <mode>[=<flags>][:<nodelist>]
2969  *
2970  * Return: %0 on success, else %1
2971  */
2972 int mpol_parse_str(char *str, struct mempolicy **mpol)
2973 {
2974         struct mempolicy *new = NULL;
2975         unsigned short mode_flags;
2976         nodemask_t nodes;
2977         char *nodelist = strchr(str, ':');
2978         char *flags = strchr(str, '=');
2979         int err = 1, mode;
2980
2981         if (flags)
2982                 *flags++ = '\0';        /* terminate mode string */
2983
2984         if (nodelist) {
2985                 /* NUL-terminate mode or flags string */
2986                 *nodelist++ = '\0';
2987                 if (nodelist_parse(nodelist, nodes))
2988                         goto out;
2989                 if (!nodes_subset(nodes, node_states[N_MEMORY]))
2990                         goto out;
2991         } else
2992                 nodes_clear(nodes);
2993
2994         mode = match_string(policy_modes, MPOL_MAX, str);
2995         if (mode < 0)
2996                 goto out;
2997
2998         switch (mode) {
2999         case MPOL_PREFERRED:
3000                 /*
3001                  * Insist on a nodelist of one node only, although later
3002                  * we use first_node(nodes) to grab a single node, so here
3003                  * nodelist (or nodes) cannot be empty.
3004                  */
3005                 if (nodelist) {
3006                         char *rest = nodelist;
3007                         while (isdigit(*rest))
3008                                 rest++;
3009                         if (*rest)
3010                                 goto out;
3011                         if (nodes_empty(nodes))
3012                                 goto out;
3013                 }
3014                 break;
3015         case MPOL_INTERLEAVE:
3016                 /*
3017                  * Default to online nodes with memory if no nodelist
3018                  */
3019                 if (!nodelist)
3020                         nodes = node_states[N_MEMORY];
3021                 break;
3022         case MPOL_LOCAL:
3023                 /*
3024                  * Don't allow a nodelist;  mpol_new() checks flags
3025                  */
3026                 if (nodelist)
3027                         goto out;
3028                 break;
3029         case MPOL_DEFAULT:
3030                 /*
3031                  * Insist on a empty nodelist
3032                  */
3033                 if (!nodelist)
3034                         err = 0;
3035                 goto out;
3036         case MPOL_PREFERRED_MANY:
3037         case MPOL_BIND:
3038                 /*
3039                  * Insist on a nodelist
3040                  */
3041                 if (!nodelist)
3042                         goto out;
3043         }
3044
3045         mode_flags = 0;
3046         if (flags) {
3047                 /*
3048                  * Currently, we only support two mutually exclusive
3049                  * mode flags.
3050                  */
3051                 if (!strcmp(flags, "static"))
3052                         mode_flags |= MPOL_F_STATIC_NODES;
3053                 else if (!strcmp(flags, "relative"))
3054                         mode_flags |= MPOL_F_RELATIVE_NODES;
3055                 else
3056                         goto out;
3057         }
3058
3059         new = mpol_new(mode, mode_flags, &nodes);
3060         if (IS_ERR(new))
3061                 goto out;
3062
3063         /*
3064          * Save nodes for mpol_to_str() to show the tmpfs mount options
3065          * for /proc/mounts, /proc/pid/mounts and /proc/pid/mountinfo.
3066          */
3067         if (mode != MPOL_PREFERRED) {
3068                 new->nodes = nodes;
3069         } else if (nodelist) {
3070                 nodes_clear(new->nodes);
3071                 node_set(first_node(nodes), new->nodes);
3072         } else {
3073                 new->mode = MPOL_LOCAL;
3074         }
3075
3076         /*
3077          * Save nodes for contextualization: this will be used to "clone"
3078          * the mempolicy in a specific context [cpuset] at a later time.
3079          */
3080         new->w.user_nodemask = nodes;
3081
3082         err = 0;
3083
3084 out:
3085         /* Restore string for error message */
3086         if (nodelist)
3087                 *--nodelist = ':';
3088         if (flags)
3089                 *--flags = '=';
3090         if (!err)
3091                 *mpol = new;
3092         return err;
3093 }
3094 #endif /* CONFIG_TMPFS */
3095
3096 /**
3097  * mpol_to_str - format a mempolicy structure for printing
3098  * @buffer:  to contain formatted mempolicy string
3099  * @maxlen:  length of @buffer
3100  * @pol:  pointer to mempolicy to be formatted
3101  *
3102  * Convert @pol into a string.  If @buffer is too short, truncate the string.
3103  * Recommend a @maxlen of at least 32 for the longest mode, "interleave", the
3104  * longest flag, "relative", and to display at least a few node ids.
3105  */
3106 void mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol)
3107 {
3108         char *p = buffer;
3109         nodemask_t nodes = NODE_MASK_NONE;
3110         unsigned short mode = MPOL_DEFAULT;
3111         unsigned short flags = 0;
3112
3113         if (pol && pol != &default_policy && !(pol->flags & MPOL_F_MORON)) {
3114                 mode = pol->mode;
3115                 flags = pol->flags;
3116         }
3117
3118         switch (mode) {
3119         case MPOL_DEFAULT:
3120         case MPOL_LOCAL:
3121                 break;
3122         case MPOL_PREFERRED:
3123         case MPOL_PREFERRED_MANY:
3124         case MPOL_BIND:
3125         case MPOL_INTERLEAVE:
3126                 nodes = pol->nodes;
3127                 break;
3128         default:
3129                 WARN_ON_ONCE(1);
3130                 snprintf(p, maxlen, "unknown");
3131                 return;
3132         }
3133
3134         p += snprintf(p, maxlen, "%s", policy_modes[mode]);
3135
3136         if (flags & MPOL_MODE_FLAGS) {
3137                 p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "=");
3138
3139                 /*
3140                  * Currently, the only defined flags are mutually exclusive
3141                  */
3142                 if (flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
3143                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "static");
3144                 else if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
3145                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "relative");
3146         }
3147
3148         if (!nodes_empty(nodes))
3149                 p += scnprintf(p, buffer + maxlen - p, ":%*pbl",
3150                                nodemask_pr_args(&nodes));
3151 }