Merge tag 'pwm/for-5.13-rc1' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/thierry...
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / mempolicy.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  * Simple NUMA memory policy for the Linux kernel.
4  *
5  * Copyright 2003,2004 Andi Kleen, SuSE Labs.
6  * (C) Copyright 2005 Christoph Lameter, Silicon Graphics, Inc.
7  *
8  * NUMA policy allows the user to give hints in which node(s) memory should
9  * be allocated.
10  *
11  * Support four policies per VMA and per process:
12  *
13  * The VMA policy has priority over the process policy for a page fault.
14  *
15  * interleave     Allocate memory interleaved over a set of nodes,
16  *                with normal fallback if it fails.
17  *                For VMA based allocations this interleaves based on the
18  *                offset into the backing object or offset into the mapping
19  *                for anonymous memory. For process policy an process counter
20  *                is used.
21  *
22  * bind           Only allocate memory on a specific set of nodes,
23  *                no fallback.
24  *                FIXME: memory is allocated starting with the first node
25  *                to the last. It would be better if bind would truly restrict
26  *                the allocation to memory nodes instead
27  *
28  * preferred       Try a specific node first before normal fallback.
29  *                As a special case NUMA_NO_NODE here means do the allocation
30  *                on the local CPU. This is normally identical to default,
31  *                but useful to set in a VMA when you have a non default
32  *                process policy.
33  *
34  * default        Allocate on the local node first, or when on a VMA
35  *                use the process policy. This is what Linux always did
36  *                in a NUMA aware kernel and still does by, ahem, default.
37  *
38  * The process policy is applied for most non interrupt memory allocations
39  * in that process' context. Interrupts ignore the policies and always
40  * try to allocate on the local CPU. The VMA policy is only applied for memory
41  * allocations for a VMA in the VM.
42  *
43  * Currently there are a few corner cases in swapping where the policy
44  * is not applied, but the majority should be handled. When process policy
45  * is used it is not remembered over swap outs/swap ins.
46  *
47  * Only the highest zone in the zone hierarchy gets policied. Allocations
48  * requesting a lower zone just use default policy. This implies that
49  * on systems with highmem kernel lowmem allocation don't get policied.
50  * Same with GFP_DMA allocations.
51  *
52  * For shmfs/tmpfs/hugetlbfs shared memory the policy is shared between
53  * all users and remembered even when nobody has memory mapped.
54  */
55
56 /* Notebook:
57    fix mmap readahead to honour policy and enable policy for any page cache
58    object
59    statistics for bigpages
60    global policy for page cache? currently it uses process policy. Requires
61    first item above.
62    handle mremap for shared memory (currently ignored for the policy)
63    grows down?
64    make bind policy root only? It can trigger oom much faster and the
65    kernel is not always grateful with that.
66 */
67
68 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
69
70 #include <linux/mempolicy.h>
71 #include <linux/pagewalk.h>
72 #include <linux/highmem.h>
73 #include <linux/hugetlb.h>
74 #include <linux/kernel.h>
75 #include <linux/sched.h>
76 #include <linux/sched/mm.h>
77 #include <linux/sched/numa_balancing.h>
78 #include <linux/sched/task.h>
79 #include <linux/nodemask.h>
80 #include <linux/cpuset.h>
81 #include <linux/slab.h>
82 #include <linux/string.h>
83 #include <linux/export.h>
84 #include <linux/nsproxy.h>
85 #include <linux/interrupt.h>
86 #include <linux/init.h>
87 #include <linux/compat.h>
88 #include <linux/ptrace.h>
89 #include <linux/swap.h>
90 #include <linux/seq_file.h>
91 #include <linux/proc_fs.h>
92 #include <linux/migrate.h>
93 #include <linux/ksm.h>
94 #include <linux/rmap.h>
95 #include <linux/security.h>
96 #include <linux/syscalls.h>
97 #include <linux/ctype.h>
98 #include <linux/mm_inline.h>
99 #include <linux/mmu_notifier.h>
100 #include <linux/printk.h>
101 #include <linux/swapops.h>
102
103 #include <asm/tlbflush.h>
104 #include <linux/uaccess.h>
105
106 #include "internal.h"
107
108 /* Internal flags */
109 #define MPOL_MF_DISCONTIG_OK (MPOL_MF_INTERNAL << 0)    /* Skip checks for continuous vmas */
110 #define MPOL_MF_INVERT (MPOL_MF_INTERNAL << 1)          /* Invert check for nodemask */
111
112 static struct kmem_cache *policy_cache;
113 static struct kmem_cache *sn_cache;
114
115 /* Highest zone. An specific allocation for a zone below that is not
116    policied. */
117 enum zone_type policy_zone = 0;
118
119 /*
120  * run-time system-wide default policy => local allocation
121  */
122 static struct mempolicy default_policy = {
123         .refcnt = ATOMIC_INIT(1), /* never free it */
124         .mode = MPOL_PREFERRED,
125         .flags = MPOL_F_LOCAL,
126 };
127
128 static struct mempolicy preferred_node_policy[MAX_NUMNODES];
129
130 /**
131  * numa_map_to_online_node - Find closest online node
132  * @node: Node id to start the search
133  *
134  * Lookup the next closest node by distance if @nid is not online.
135  */
136 int numa_map_to_online_node(int node)
137 {
138         int min_dist = INT_MAX, dist, n, min_node;
139
140         if (node == NUMA_NO_NODE || node_online(node))
141                 return node;
142
143         min_node = node;
144         for_each_online_node(n) {
145                 dist = node_distance(node, n);
146                 if (dist < min_dist) {
147                         min_dist = dist;
148                         min_node = n;
149                 }
150         }
151
152         return min_node;
153 }
154 EXPORT_SYMBOL_GPL(numa_map_to_online_node);
155
156 struct mempolicy *get_task_policy(struct task_struct *p)
157 {
158         struct mempolicy *pol = p->mempolicy;
159         int node;
160
161         if (pol)
162                 return pol;
163
164         node = numa_node_id();
165         if (node != NUMA_NO_NODE) {
166                 pol = &preferred_node_policy[node];
167                 /* preferred_node_policy is not initialised early in boot */
168                 if (pol->mode)
169                         return pol;
170         }
171
172         return &default_policy;
173 }
174
175 static const struct mempolicy_operations {
176         int (*create)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
177         void (*rebind)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
178 } mpol_ops[MPOL_MAX];
179
180 static inline int mpol_store_user_nodemask(const struct mempolicy *pol)
181 {
182         return pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS;
183 }
184
185 static void mpol_relative_nodemask(nodemask_t *ret, const nodemask_t *orig,
186                                    const nodemask_t *rel)
187 {
188         nodemask_t tmp;
189         nodes_fold(tmp, *orig, nodes_weight(*rel));
190         nodes_onto(*ret, tmp, *rel);
191 }
192
193 static int mpol_new_interleave(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
194 {
195         if (nodes_empty(*nodes))
196                 return -EINVAL;
197         pol->v.nodes = *nodes;
198         return 0;
199 }
200
201 static int mpol_new_preferred(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
202 {
203         if (!nodes)
204                 pol->flags |= MPOL_F_LOCAL;     /* local allocation */
205         else if (nodes_empty(*nodes))
206                 return -EINVAL;                 /*  no allowed nodes */
207         else
208                 pol->v.preferred_node = first_node(*nodes);
209         return 0;
210 }
211
212 static int mpol_new_bind(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
213 {
214         if (nodes_empty(*nodes))
215                 return -EINVAL;
216         pol->v.nodes = *nodes;
217         return 0;
218 }
219
220 /*
221  * mpol_set_nodemask is called after mpol_new() to set up the nodemask, if
222  * any, for the new policy.  mpol_new() has already validated the nodes
223  * parameter with respect to the policy mode and flags.  But, we need to
224  * handle an empty nodemask with MPOL_PREFERRED here.
225  *
226  * Must be called holding task's alloc_lock to protect task's mems_allowed
227  * and mempolicy.  May also be called holding the mmap_lock for write.
228  */
229 static int mpol_set_nodemask(struct mempolicy *pol,
230                      const nodemask_t *nodes, struct nodemask_scratch *nsc)
231 {
232         int ret;
233
234         /* if mode is MPOL_DEFAULT, pol is NULL. This is right. */
235         if (pol == NULL)
236                 return 0;
237         /* Check N_MEMORY */
238         nodes_and(nsc->mask1,
239                   cpuset_current_mems_allowed, node_states[N_MEMORY]);
240
241         VM_BUG_ON(!nodes);
242         if (pol->mode == MPOL_PREFERRED && nodes_empty(*nodes))
243                 nodes = NULL;   /* explicit local allocation */
244         else {
245                 if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
246                         mpol_relative_nodemask(&nsc->mask2, nodes, &nsc->mask1);
247                 else
248                         nodes_and(nsc->mask2, *nodes, nsc->mask1);
249
250                 if (mpol_store_user_nodemask(pol))
251                         pol->w.user_nodemask = *nodes;
252                 else
253                         pol->w.cpuset_mems_allowed =
254                                                 cpuset_current_mems_allowed;
255         }
256
257         if (nodes)
258                 ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, &nsc->mask2);
259         else
260                 ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, NULL);
261         return ret;
262 }
263
264 /*
265  * This function just creates a new policy, does some check and simple
266  * initialization. You must invoke mpol_set_nodemask() to set nodes.
267  */
268 static struct mempolicy *mpol_new(unsigned short mode, unsigned short flags,
269                                   nodemask_t *nodes)
270 {
271         struct mempolicy *policy;
272
273         pr_debug("setting mode %d flags %d nodes[0] %lx\n",
274                  mode, flags, nodes ? nodes_addr(*nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
275
276         if (mode == MPOL_DEFAULT) {
277                 if (nodes && !nodes_empty(*nodes))
278                         return ERR_PTR(-EINVAL);
279                 return NULL;
280         }
281         VM_BUG_ON(!nodes);
282
283         /*
284          * MPOL_PREFERRED cannot be used with MPOL_F_STATIC_NODES or
285          * MPOL_F_RELATIVE_NODES if the nodemask is empty (local allocation).
286          * All other modes require a valid pointer to a non-empty nodemask.
287          */
288         if (mode == MPOL_PREFERRED) {
289                 if (nodes_empty(*nodes)) {
290                         if (((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
291                              (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)))
292                                 return ERR_PTR(-EINVAL);
293                 }
294         } else if (mode == MPOL_LOCAL) {
295                 if (!nodes_empty(*nodes) ||
296                     (flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
297                     (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
298                         return ERR_PTR(-EINVAL);
299                 mode = MPOL_PREFERRED;
300         } else if (nodes_empty(*nodes))
301                 return ERR_PTR(-EINVAL);
302         policy = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
303         if (!policy)
304                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
305         atomic_set(&policy->refcnt, 1);
306         policy->mode = mode;
307         policy->flags = flags;
308
309         return policy;
310 }
311
312 /* Slow path of a mpol destructor. */
313 void __mpol_put(struct mempolicy *p)
314 {
315         if (!atomic_dec_and_test(&p->refcnt))
316                 return;
317         kmem_cache_free(policy_cache, p);
318 }
319
320 static void mpol_rebind_default(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
321 {
322 }
323
324 static void mpol_rebind_nodemask(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
325 {
326         nodemask_t tmp;
327
328         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
329                 nodes_and(tmp, pol->w.user_nodemask, *nodes);
330         else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
331                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
332         else {
333                 nodes_remap(tmp, pol->v.nodes,pol->w.cpuset_mems_allowed,
334                                                                 *nodes);
335                 pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
336         }
337
338         if (nodes_empty(tmp))
339                 tmp = *nodes;
340
341         pol->v.nodes = tmp;
342 }
343
344 static void mpol_rebind_preferred(struct mempolicy *pol,
345                                                 const nodemask_t *nodes)
346 {
347         nodemask_t tmp;
348
349         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES) {
350                 int node = first_node(pol->w.user_nodemask);
351
352                 if (node_isset(node, *nodes)) {
353                         pol->v.preferred_node = node;
354                         pol->flags &= ~MPOL_F_LOCAL;
355                 } else
356                         pol->flags |= MPOL_F_LOCAL;
357         } else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES) {
358                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
359                 pol->v.preferred_node = first_node(tmp);
360         } else if (!(pol->flags & MPOL_F_LOCAL)) {
361                 pol->v.preferred_node = node_remap(pol->v.preferred_node,
362                                                    pol->w.cpuset_mems_allowed,
363                                                    *nodes);
364                 pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
365         }
366 }
367
368 /*
369  * mpol_rebind_policy - Migrate a policy to a different set of nodes
370  *
371  * Per-vma policies are protected by mmap_lock. Allocations using per-task
372  * policies are protected by task->mems_allowed_seq to prevent a premature
373  * OOM/allocation failure due to parallel nodemask modification.
374  */
375 static void mpol_rebind_policy(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *newmask)
376 {
377         if (!pol)
378                 return;
379         if (!mpol_store_user_nodemask(pol) && !(pol->flags & MPOL_F_LOCAL) &&
380             nodes_equal(pol->w.cpuset_mems_allowed, *newmask))
381                 return;
382
383         mpol_ops[pol->mode].rebind(pol, newmask);
384 }
385
386 /*
387  * Wrapper for mpol_rebind_policy() that just requires task
388  * pointer, and updates task mempolicy.
389  *
390  * Called with task's alloc_lock held.
391  */
392
393 void mpol_rebind_task(struct task_struct *tsk, const nodemask_t *new)
394 {
395         mpol_rebind_policy(tsk->mempolicy, new);
396 }
397
398 /*
399  * Rebind each vma in mm to new nodemask.
400  *
401  * Call holding a reference to mm.  Takes mm->mmap_lock during call.
402  */
403
404 void mpol_rebind_mm(struct mm_struct *mm, nodemask_t *new)
405 {
406         struct vm_area_struct *vma;
407
408         mmap_write_lock(mm);
409         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next)
410                 mpol_rebind_policy(vma->vm_policy, new);
411         mmap_write_unlock(mm);
412 }
413
414 static const struct mempolicy_operations mpol_ops[MPOL_MAX] = {
415         [MPOL_DEFAULT] = {
416                 .rebind = mpol_rebind_default,
417         },
418         [MPOL_INTERLEAVE] = {
419                 .create = mpol_new_interleave,
420                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
421         },
422         [MPOL_PREFERRED] = {
423                 .create = mpol_new_preferred,
424                 .rebind = mpol_rebind_preferred,
425         },
426         [MPOL_BIND] = {
427                 .create = mpol_new_bind,
428                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
429         },
430 };
431
432 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
433                                 unsigned long flags);
434
435 struct queue_pages {
436         struct list_head *pagelist;
437         unsigned long flags;
438         nodemask_t *nmask;
439         unsigned long start;
440         unsigned long end;
441         struct vm_area_struct *first;
442 };
443
444 /*
445  * Check if the page's nid is in qp->nmask.
446  *
447  * If MPOL_MF_INVERT is set in qp->flags, check if the nid is
448  * in the invert of qp->nmask.
449  */
450 static inline bool queue_pages_required(struct page *page,
451                                         struct queue_pages *qp)
452 {
453         int nid = page_to_nid(page);
454         unsigned long flags = qp->flags;
455
456         return node_isset(nid, *qp->nmask) == !(flags & MPOL_MF_INVERT);
457 }
458
459 /*
460  * queue_pages_pmd() has four possible return values:
461  * 0 - pages are placed on the right node or queued successfully.
462  * 1 - there is unmovable page, and MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
463  *     specified.
464  * 2 - THP was split.
465  * -EIO - is migration entry or only MPOL_MF_STRICT was specified and an
466  *        existing page was already on a node that does not follow the
467  *        policy.
468  */
469 static int queue_pages_pmd(pmd_t *pmd, spinlock_t *ptl, unsigned long addr,
470                                 unsigned long end, struct mm_walk *walk)
471         __releases(ptl)
472 {
473         int ret = 0;
474         struct page *page;
475         struct queue_pages *qp = walk->private;
476         unsigned long flags;
477
478         if (unlikely(is_pmd_migration_entry(*pmd))) {
479                 ret = -EIO;
480                 goto unlock;
481         }
482         page = pmd_page(*pmd);
483         if (is_huge_zero_page(page)) {
484                 spin_unlock(ptl);
485                 __split_huge_pmd(walk->vma, pmd, addr, false, NULL);
486                 ret = 2;
487                 goto out;
488         }
489         if (!queue_pages_required(page, qp))
490                 goto unlock;
491
492         flags = qp->flags;
493         /* go to thp migration */
494         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
495                 if (!vma_migratable(walk->vma) ||
496                     migrate_page_add(page, qp->pagelist, flags)) {
497                         ret = 1;
498                         goto unlock;
499                 }
500         } else
501                 ret = -EIO;
502 unlock:
503         spin_unlock(ptl);
504 out:
505         return ret;
506 }
507
508 /*
509  * Scan through pages checking if pages follow certain conditions,
510  * and move them to the pagelist if they do.
511  *
512  * queue_pages_pte_range() has three possible return values:
513  * 0 - pages are placed on the right node or queued successfully.
514  * 1 - there is unmovable page, and MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
515  *     specified.
516  * -EIO - only MPOL_MF_STRICT was specified and an existing page was already
517  *        on a node that does not follow the policy.
518  */
519 static int queue_pages_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
520                         unsigned long end, struct mm_walk *walk)
521 {
522         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
523         struct page *page;
524         struct queue_pages *qp = walk->private;
525         unsigned long flags = qp->flags;
526         int ret;
527         bool has_unmovable = false;
528         pte_t *pte, *mapped_pte;
529         spinlock_t *ptl;
530
531         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
532         if (ptl) {
533                 ret = queue_pages_pmd(pmd, ptl, addr, end, walk);
534                 if (ret != 2)
535                         return ret;
536         }
537         /* THP was split, fall through to pte walk */
538
539         if (pmd_trans_unstable(pmd))
540                 return 0;
541
542         mapped_pte = pte = pte_offset_map_lock(walk->mm, pmd, addr, &ptl);
543         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE) {
544                 if (!pte_present(*pte))
545                         continue;
546                 page = vm_normal_page(vma, addr, *pte);
547                 if (!page)
548                         continue;
549                 /*
550                  * vm_normal_page() filters out zero pages, but there might
551                  * still be PageReserved pages to skip, perhaps in a VDSO.
552                  */
553                 if (PageReserved(page))
554                         continue;
555                 if (!queue_pages_required(page, qp))
556                         continue;
557                 if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
558                         /* MPOL_MF_STRICT must be specified if we get here */
559                         if (!vma_migratable(vma)) {
560                                 has_unmovable = true;
561                                 break;
562                         }
563
564                         /*
565                          * Do not abort immediately since there may be
566                          * temporary off LRU pages in the range.  Still
567                          * need migrate other LRU pages.
568                          */
569                         if (migrate_page_add(page, qp->pagelist, flags))
570                                 has_unmovable = true;
571                 } else
572                         break;
573         }
574         pte_unmap_unlock(mapped_pte, ptl);
575         cond_resched();
576
577         if (has_unmovable)
578                 return 1;
579
580         return addr != end ? -EIO : 0;
581 }
582
583 static int queue_pages_hugetlb(pte_t *pte, unsigned long hmask,
584                                unsigned long addr, unsigned long end,
585                                struct mm_walk *walk)
586 {
587         int ret = 0;
588 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
589         struct queue_pages *qp = walk->private;
590         unsigned long flags = (qp->flags & MPOL_MF_VALID);
591         struct page *page;
592         spinlock_t *ptl;
593         pte_t entry;
594
595         ptl = huge_pte_lock(hstate_vma(walk->vma), walk->mm, pte);
596         entry = huge_ptep_get(pte);
597         if (!pte_present(entry))
598                 goto unlock;
599         page = pte_page(entry);
600         if (!queue_pages_required(page, qp))
601                 goto unlock;
602
603         if (flags == MPOL_MF_STRICT) {
604                 /*
605                  * STRICT alone means only detecting misplaced page and no
606                  * need to further check other vma.
607                  */
608                 ret = -EIO;
609                 goto unlock;
610         }
611
612         if (!vma_migratable(walk->vma)) {
613                 /*
614                  * Must be STRICT with MOVE*, otherwise .test_walk() have
615                  * stopped walking current vma.
616                  * Detecting misplaced page but allow migrating pages which
617                  * have been queued.
618                  */
619                 ret = 1;
620                 goto unlock;
621         }
622
623         /* With MPOL_MF_MOVE, we migrate only unshared hugepage. */
624         if (flags & (MPOL_MF_MOVE_ALL) ||
625             (flags & MPOL_MF_MOVE && page_mapcount(page) == 1)) {
626                 if (!isolate_huge_page(page, qp->pagelist) &&
627                         (flags & MPOL_MF_STRICT))
628                         /*
629                          * Failed to isolate page but allow migrating pages
630                          * which have been queued.
631                          */
632                         ret = 1;
633         }
634 unlock:
635         spin_unlock(ptl);
636 #else
637         BUG();
638 #endif
639         return ret;
640 }
641
642 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
643 /*
644  * This is used to mark a range of virtual addresses to be inaccessible.
645  * These are later cleared by a NUMA hinting fault. Depending on these
646  * faults, pages may be migrated for better NUMA placement.
647  *
648  * This is assuming that NUMA faults are handled using PROT_NONE. If
649  * an architecture makes a different choice, it will need further
650  * changes to the core.
651  */
652 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
653                         unsigned long addr, unsigned long end)
654 {
655         int nr_updated;
656
657         nr_updated = change_protection(vma, addr, end, PAGE_NONE, MM_CP_PROT_NUMA);
658         if (nr_updated)
659                 count_vm_numa_events(NUMA_PTE_UPDATES, nr_updated);
660
661         return nr_updated;
662 }
663 #else
664 static unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
665                         unsigned long addr, unsigned long end)
666 {
667         return 0;
668 }
669 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
670
671 static int queue_pages_test_walk(unsigned long start, unsigned long end,
672                                 struct mm_walk *walk)
673 {
674         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
675         struct queue_pages *qp = walk->private;
676         unsigned long endvma = vma->vm_end;
677         unsigned long flags = qp->flags;
678
679         /* range check first */
680         VM_BUG_ON_VMA(!range_in_vma(vma, start, end), vma);
681
682         if (!qp->first) {
683                 qp->first = vma;
684                 if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK) &&
685                         (qp->start < vma->vm_start))
686                         /* hole at head side of range */
687                         return -EFAULT;
688         }
689         if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK) &&
690                 ((vma->vm_end < qp->end) &&
691                 (!vma->vm_next || vma->vm_end < vma->vm_next->vm_start)))
692                 /* hole at middle or tail of range */
693                 return -EFAULT;
694
695         /*
696          * Need check MPOL_MF_STRICT to return -EIO if possible
697          * regardless of vma_migratable
698          */
699         if (!vma_migratable(vma) &&
700             !(flags & MPOL_MF_STRICT))
701                 return 1;
702
703         if (endvma > end)
704                 endvma = end;
705
706         if (flags & MPOL_MF_LAZY) {
707                 /* Similar to task_numa_work, skip inaccessible VMAs */
708                 if (!is_vm_hugetlb_page(vma) && vma_is_accessible(vma) &&
709                         !(vma->vm_flags & VM_MIXEDMAP))
710                         change_prot_numa(vma, start, endvma);
711                 return 1;
712         }
713
714         /* queue pages from current vma */
715         if (flags & MPOL_MF_VALID)
716                 return 0;
717         return 1;
718 }
719
720 static const struct mm_walk_ops queue_pages_walk_ops = {
721         .hugetlb_entry          = queue_pages_hugetlb,
722         .pmd_entry              = queue_pages_pte_range,
723         .test_walk              = queue_pages_test_walk,
724 };
725
726 /*
727  * Walk through page tables and collect pages to be migrated.
728  *
729  * If pages found in a given range are on a set of nodes (determined by
730  * @nodes and @flags,) it's isolated and queued to the pagelist which is
731  * passed via @private.
732  *
733  * queue_pages_range() has three possible return values:
734  * 1 - there is unmovable page, but MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
735  *     specified.
736  * 0 - queue pages successfully or no misplaced page.
737  * errno - i.e. misplaced pages with MPOL_MF_STRICT specified (-EIO) or
738  *         memory range specified by nodemask and maxnode points outside
739  *         your accessible address space (-EFAULT)
740  */
741 static int
742 queue_pages_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start, unsigned long end,
743                 nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
744                 struct list_head *pagelist)
745 {
746         int err;
747         struct queue_pages qp = {
748                 .pagelist = pagelist,
749                 .flags = flags,
750                 .nmask = nodes,
751                 .start = start,
752                 .end = end,
753                 .first = NULL,
754         };
755
756         err = walk_page_range(mm, start, end, &queue_pages_walk_ops, &qp);
757
758         if (!qp.first)
759                 /* whole range in hole */
760                 err = -EFAULT;
761
762         return err;
763 }
764
765 /*
766  * Apply policy to a single VMA
767  * This must be called with the mmap_lock held for writing.
768  */
769 static int vma_replace_policy(struct vm_area_struct *vma,
770                                                 struct mempolicy *pol)
771 {
772         int err;
773         struct mempolicy *old;
774         struct mempolicy *new;
775
776         pr_debug("vma %lx-%lx/%lx vm_ops %p vm_file %p set_policy %p\n",
777                  vma->vm_start, vma->vm_end, vma->vm_pgoff,
778                  vma->vm_ops, vma->vm_file,
779                  vma->vm_ops ? vma->vm_ops->set_policy : NULL);
780
781         new = mpol_dup(pol);
782         if (IS_ERR(new))
783                 return PTR_ERR(new);
784
785         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->set_policy) {
786                 err = vma->vm_ops->set_policy(vma, new);
787                 if (err)
788                         goto err_out;
789         }
790
791         old = vma->vm_policy;
792         vma->vm_policy = new; /* protected by mmap_lock */
793         mpol_put(old);
794
795         return 0;
796  err_out:
797         mpol_put(new);
798         return err;
799 }
800
801 /* Step 2: apply policy to a range and do splits. */
802 static int mbind_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
803                        unsigned long end, struct mempolicy *new_pol)
804 {
805         struct vm_area_struct *next;
806         struct vm_area_struct *prev;
807         struct vm_area_struct *vma;
808         int err = 0;
809         pgoff_t pgoff;
810         unsigned long vmstart;
811         unsigned long vmend;
812
813         vma = find_vma(mm, start);
814         VM_BUG_ON(!vma);
815
816         prev = vma->vm_prev;
817         if (start > vma->vm_start)
818                 prev = vma;
819
820         for (; vma && vma->vm_start < end; prev = vma, vma = next) {
821                 next = vma->vm_next;
822                 vmstart = max(start, vma->vm_start);
823                 vmend   = min(end, vma->vm_end);
824
825                 if (mpol_equal(vma_policy(vma), new_pol))
826                         continue;
827
828                 pgoff = vma->vm_pgoff +
829                         ((vmstart - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
830                 prev = vma_merge(mm, prev, vmstart, vmend, vma->vm_flags,
831                                  vma->anon_vma, vma->vm_file, pgoff,
832                                  new_pol, vma->vm_userfaultfd_ctx);
833                 if (prev) {
834                         vma = prev;
835                         next = vma->vm_next;
836                         if (mpol_equal(vma_policy(vma), new_pol))
837                                 continue;
838                         /* vma_merge() joined vma && vma->next, case 8 */
839                         goto replace;
840                 }
841                 if (vma->vm_start != vmstart) {
842                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmstart, 1);
843                         if (err)
844                                 goto out;
845                 }
846                 if (vma->vm_end != vmend) {
847                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmend, 0);
848                         if (err)
849                                 goto out;
850                 }
851  replace:
852                 err = vma_replace_policy(vma, new_pol);
853                 if (err)
854                         goto out;
855         }
856
857  out:
858         return err;
859 }
860
861 /* Set the process memory policy */
862 static long do_set_mempolicy(unsigned short mode, unsigned short flags,
863                              nodemask_t *nodes)
864 {
865         struct mempolicy *new, *old;
866         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
867         int ret;
868
869         if (!scratch)
870                 return -ENOMEM;
871
872         new = mpol_new(mode, flags, nodes);
873         if (IS_ERR(new)) {
874                 ret = PTR_ERR(new);
875                 goto out;
876         }
877
878         if (flags & MPOL_F_NUMA_BALANCING) {
879                 if (new && new->mode == MPOL_BIND) {
880                         new->flags |= (MPOL_F_MOF | MPOL_F_MORON);
881                 } else {
882                         ret = -EINVAL;
883                         mpol_put(new);
884                         goto out;
885                 }
886         }
887
888         ret = mpol_set_nodemask(new, nodes, scratch);
889         if (ret) {
890                 mpol_put(new);
891                 goto out;
892         }
893         task_lock(current);
894         old = current->mempolicy;
895         current->mempolicy = new;
896         if (new && new->mode == MPOL_INTERLEAVE)
897                 current->il_prev = MAX_NUMNODES-1;
898         task_unlock(current);
899         mpol_put(old);
900         ret = 0;
901 out:
902         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
903         return ret;
904 }
905
906 /*
907  * Return nodemask for policy for get_mempolicy() query
908  *
909  * Called with task's alloc_lock held
910  */
911 static void get_policy_nodemask(struct mempolicy *p, nodemask_t *nodes)
912 {
913         nodes_clear(*nodes);
914         if (p == &default_policy)
915                 return;
916
917         switch (p->mode) {
918         case MPOL_BIND:
919         case MPOL_INTERLEAVE:
920                 *nodes = p->v.nodes;
921                 break;
922         case MPOL_PREFERRED:
923                 if (!(p->flags & MPOL_F_LOCAL))
924                         node_set(p->v.preferred_node, *nodes);
925                 /* else return empty node mask for local allocation */
926                 break;
927         default:
928                 BUG();
929         }
930 }
931
932 static int lookup_node(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
933 {
934         struct page *p = NULL;
935         int err;
936
937         int locked = 1;
938         err = get_user_pages_locked(addr & PAGE_MASK, 1, 0, &p, &locked);
939         if (err > 0) {
940                 err = page_to_nid(p);
941                 put_page(p);
942         }
943         if (locked)
944                 mmap_read_unlock(mm);
945         return err;
946 }
947
948 /* Retrieve NUMA policy */
949 static long do_get_mempolicy(int *policy, nodemask_t *nmask,
950                              unsigned long addr, unsigned long flags)
951 {
952         int err;
953         struct mm_struct *mm = current->mm;
954         struct vm_area_struct *vma = NULL;
955         struct mempolicy *pol = current->mempolicy, *pol_refcount = NULL;
956
957         if (flags &
958                 ~(unsigned long)(MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR|MPOL_F_MEMS_ALLOWED))
959                 return -EINVAL;
960
961         if (flags & MPOL_F_MEMS_ALLOWED) {
962                 if (flags & (MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR))
963                         return -EINVAL;
964                 *policy = 0;    /* just so it's initialized */
965                 task_lock(current);
966                 *nmask  = cpuset_current_mems_allowed;
967                 task_unlock(current);
968                 return 0;
969         }
970
971         if (flags & MPOL_F_ADDR) {
972                 /*
973                  * Do NOT fall back to task policy if the
974                  * vma/shared policy at addr is NULL.  We
975                  * want to return MPOL_DEFAULT in this case.
976                  */
977                 mmap_read_lock(mm);
978                 vma = find_vma_intersection(mm, addr, addr+1);
979                 if (!vma) {
980                         mmap_read_unlock(mm);
981                         return -EFAULT;
982                 }
983                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy)
984                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
985                 else
986                         pol = vma->vm_policy;
987         } else if (addr)
988                 return -EINVAL;
989
990         if (!pol)
991                 pol = &default_policy;  /* indicates default behavior */
992
993         if (flags & MPOL_F_NODE) {
994                 if (flags & MPOL_F_ADDR) {
995                         /*
996                          * Take a refcount on the mpol, lookup_node()
997                          * wil drop the mmap_lock, so after calling
998                          * lookup_node() only "pol" remains valid, "vma"
999                          * is stale.
1000                          */
1001                         pol_refcount = pol;
1002                         vma = NULL;
1003                         mpol_get(pol);
1004                         err = lookup_node(mm, addr);
1005                         if (err < 0)
1006                                 goto out;
1007                         *policy = err;
1008                 } else if (pol == current->mempolicy &&
1009                                 pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
1010                         *policy = next_node_in(current->il_prev, pol->v.nodes);
1011                 } else {
1012                         err = -EINVAL;
1013                         goto out;
1014                 }
1015         } else {
1016                 *policy = pol == &default_policy ? MPOL_DEFAULT :
1017                                                 pol->mode;
1018                 /*
1019                  * Internal mempolicy flags must be masked off before exposing
1020                  * the policy to userspace.
1021                  */
1022                 *policy |= (pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS);
1023         }
1024
1025         err = 0;
1026         if (nmask) {
1027                 if (mpol_store_user_nodemask(pol)) {
1028                         *nmask = pol->w.user_nodemask;
1029                 } else {
1030                         task_lock(current);
1031                         get_policy_nodemask(pol, nmask);
1032                         task_unlock(current);
1033                 }
1034         }
1035
1036  out:
1037         mpol_cond_put(pol);
1038         if (vma)
1039                 mmap_read_unlock(mm);
1040         if (pol_refcount)
1041                 mpol_put(pol_refcount);
1042         return err;
1043 }
1044
1045 #ifdef CONFIG_MIGRATION
1046 /*
1047  * page migration, thp tail pages can be passed.
1048  */
1049 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1050                                 unsigned long flags)
1051 {
1052         struct page *head = compound_head(page);
1053         /*
1054          * Avoid migrating a page that is shared with others.
1055          */
1056         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) || page_mapcount(head) == 1) {
1057                 if (!isolate_lru_page(head)) {
1058                         list_add_tail(&head->lru, pagelist);
1059                         mod_node_page_state(page_pgdat(head),
1060                                 NR_ISOLATED_ANON + page_is_file_lru(head),
1061                                 thp_nr_pages(head));
1062                 } else if (flags & MPOL_MF_STRICT) {
1063                         /*
1064                          * Non-movable page may reach here.  And, there may be
1065                          * temporary off LRU pages or non-LRU movable pages.
1066                          * Treat them as unmovable pages since they can't be
1067                          * isolated, so they can't be moved at the moment.  It
1068                          * should return -EIO for this case too.
1069                          */
1070                         return -EIO;
1071                 }
1072         }
1073
1074         return 0;
1075 }
1076
1077 /*
1078  * Migrate pages from one node to a target node.
1079  * Returns error or the number of pages not migrated.
1080  */
1081 static int migrate_to_node(struct mm_struct *mm, int source, int dest,
1082                            int flags)
1083 {
1084         nodemask_t nmask;
1085         LIST_HEAD(pagelist);
1086         int err = 0;
1087         struct migration_target_control mtc = {
1088                 .nid = dest,
1089                 .gfp_mask = GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_THISNODE,
1090         };
1091
1092         nodes_clear(nmask);
1093         node_set(source, nmask);
1094
1095         /*
1096          * This does not "check" the range but isolates all pages that
1097          * need migration.  Between passing in the full user address
1098          * space range and MPOL_MF_DISCONTIG_OK, this call can not fail.
1099          */
1100         VM_BUG_ON(!(flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)));
1101         queue_pages_range(mm, mm->mmap->vm_start, mm->task_size, &nmask,
1102                         flags | MPOL_MF_DISCONTIG_OK, &pagelist);
1103
1104         if (!list_empty(&pagelist)) {
1105                 err = migrate_pages(&pagelist, alloc_migration_target, NULL,
1106                                 (unsigned long)&mtc, MIGRATE_SYNC, MR_SYSCALL);
1107                 if (err)
1108                         putback_movable_pages(&pagelist);
1109         }
1110
1111         return err;
1112 }
1113
1114 /*
1115  * Move pages between the two nodesets so as to preserve the physical
1116  * layout as much as possible.
1117  *
1118  * Returns the number of page that could not be moved.
1119  */
1120 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1121                      const nodemask_t *to, int flags)
1122 {
1123         int busy = 0;
1124         int err = 0;
1125         nodemask_t tmp;
1126
1127         migrate_prep();
1128
1129         mmap_read_lock(mm);
1130
1131         /*
1132          * Find a 'source' bit set in 'tmp' whose corresponding 'dest'
1133          * bit in 'to' is not also set in 'tmp'.  Clear the found 'source'
1134          * bit in 'tmp', and return that <source, dest> pair for migration.
1135          * The pair of nodemasks 'to' and 'from' define the map.
1136          *
1137          * If no pair of bits is found that way, fallback to picking some
1138          * pair of 'source' and 'dest' bits that are not the same.  If the
1139          * 'source' and 'dest' bits are the same, this represents a node
1140          * that will be migrating to itself, so no pages need move.
1141          *
1142          * If no bits are left in 'tmp', or if all remaining bits left
1143          * in 'tmp' correspond to the same bit in 'to', return false
1144          * (nothing left to migrate).
1145          *
1146          * This lets us pick a pair of nodes to migrate between, such that
1147          * if possible the dest node is not already occupied by some other
1148          * source node, minimizing the risk of overloading the memory on a
1149          * node that would happen if we migrated incoming memory to a node
1150          * before migrating outgoing memory source that same node.
1151          *
1152          * A single scan of tmp is sufficient.  As we go, we remember the
1153          * most recent <s, d> pair that moved (s != d).  If we find a pair
1154          * that not only moved, but what's better, moved to an empty slot
1155          * (d is not set in tmp), then we break out then, with that pair.
1156          * Otherwise when we finish scanning from_tmp, we at least have the
1157          * most recent <s, d> pair that moved.  If we get all the way through
1158          * the scan of tmp without finding any node that moved, much less
1159          * moved to an empty node, then there is nothing left worth migrating.
1160          */
1161
1162         tmp = *from;
1163         while (!nodes_empty(tmp)) {
1164                 int s,d;
1165                 int source = NUMA_NO_NODE;
1166                 int dest = 0;
1167
1168                 for_each_node_mask(s, tmp) {
1169
1170                         /*
1171                          * do_migrate_pages() tries to maintain the relative
1172                          * node relationship of the pages established between
1173                          * threads and memory areas.
1174                          *
1175                          * However if the number of source nodes is not equal to
1176                          * the number of destination nodes we can not preserve
1177                          * this node relative relationship.  In that case, skip
1178                          * copying memory from a node that is in the destination
1179                          * mask.
1180                          *
1181                          * Example: [2,3,4] -> [3,4,5] moves everything.
1182                          *          [0-7] - > [3,4,5] moves only 0,1,2,6,7.
1183                          */
1184
1185                         if ((nodes_weight(*from) != nodes_weight(*to)) &&
1186                                                 (node_isset(s, *to)))
1187                                 continue;
1188
1189                         d = node_remap(s, *from, *to);
1190                         if (s == d)
1191                                 continue;
1192
1193                         source = s;     /* Node moved. Memorize */
1194                         dest = d;
1195
1196                         /* dest not in remaining from nodes? */
1197                         if (!node_isset(dest, tmp))
1198                                 break;
1199                 }
1200                 if (source == NUMA_NO_NODE)
1201                         break;
1202
1203                 node_clear(source, tmp);
1204                 err = migrate_to_node(mm, source, dest, flags);
1205                 if (err > 0)
1206                         busy += err;
1207                 if (err < 0)
1208                         break;
1209         }
1210         mmap_read_unlock(mm);
1211         if (err < 0)
1212                 return err;
1213         return busy;
1214
1215 }
1216
1217 /*
1218  * Allocate a new page for page migration based on vma policy.
1219  * Start by assuming the page is mapped by the same vma as contains @start.
1220  * Search forward from there, if not.  N.B., this assumes that the
1221  * list of pages handed to migrate_pages()--which is how we get here--
1222  * is in virtual address order.
1223  */
1224 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start)
1225 {
1226         struct vm_area_struct *vma;
1227         unsigned long address;
1228
1229         vma = find_vma(current->mm, start);
1230         while (vma) {
1231                 address = page_address_in_vma(page, vma);
1232                 if (address != -EFAULT)
1233                         break;
1234                 vma = vma->vm_next;
1235         }
1236
1237         if (PageHuge(page)) {
1238                 return alloc_huge_page_vma(page_hstate(compound_head(page)),
1239                                 vma, address);
1240         } else if (PageTransHuge(page)) {
1241                 struct page *thp;
1242
1243                 thp = alloc_hugepage_vma(GFP_TRANSHUGE, vma, address,
1244                                          HPAGE_PMD_ORDER);
1245                 if (!thp)
1246                         return NULL;
1247                 prep_transhuge_page(thp);
1248                 return thp;
1249         }
1250         /*
1251          * if !vma, alloc_page_vma() will use task or system default policy
1252          */
1253         return alloc_page_vma(GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_RETRY_MAYFAIL,
1254                         vma, address);
1255 }
1256 #else
1257
1258 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1259                                 unsigned long flags)
1260 {
1261         return -EIO;
1262 }
1263
1264 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1265                      const nodemask_t *to, int flags)
1266 {
1267         return -ENOSYS;
1268 }
1269
1270 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start)
1271 {
1272         return NULL;
1273 }
1274 #endif
1275
1276 static long do_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1277                      unsigned short mode, unsigned short mode_flags,
1278                      nodemask_t *nmask, unsigned long flags)
1279 {
1280         struct mm_struct *mm = current->mm;
1281         struct mempolicy *new;
1282         unsigned long end;
1283         int err;
1284         int ret;
1285         LIST_HEAD(pagelist);
1286
1287         if (flags & ~(unsigned long)MPOL_MF_VALID)
1288                 return -EINVAL;
1289         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1290                 return -EPERM;
1291
1292         if (start & ~PAGE_MASK)
1293                 return -EINVAL;
1294
1295         if (mode == MPOL_DEFAULT)
1296                 flags &= ~MPOL_MF_STRICT;
1297
1298         len = (len + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
1299         end = start + len;
1300
1301         if (end < start)
1302                 return -EINVAL;
1303         if (end == start)
1304                 return 0;
1305
1306         new = mpol_new(mode, mode_flags, nmask);
1307         if (IS_ERR(new))
1308                 return PTR_ERR(new);
1309
1310         if (flags & MPOL_MF_LAZY)
1311                 new->flags |= MPOL_F_MOF;
1312
1313         /*
1314          * If we are using the default policy then operation
1315          * on discontinuous address spaces is okay after all
1316          */
1317         if (!new)
1318                 flags |= MPOL_MF_DISCONTIG_OK;
1319
1320         pr_debug("mbind %lx-%lx mode:%d flags:%d nodes:%lx\n",
1321                  start, start + len, mode, mode_flags,
1322                  nmask ? nodes_addr(*nmask)[0] : NUMA_NO_NODE);
1323
1324         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
1325
1326                 migrate_prep();
1327         }
1328         {
1329                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1330                 if (scratch) {
1331                         mmap_write_lock(mm);
1332                         err = mpol_set_nodemask(new, nmask, scratch);
1333                         if (err)
1334                                 mmap_write_unlock(mm);
1335                 } else
1336                         err = -ENOMEM;
1337                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1338         }
1339         if (err)
1340                 goto mpol_out;
1341
1342         ret = queue_pages_range(mm, start, end, nmask,
1343                           flags | MPOL_MF_INVERT, &pagelist);
1344
1345         if (ret < 0) {
1346                 err = ret;
1347                 goto up_out;
1348         }
1349
1350         err = mbind_range(mm, start, end, new);
1351
1352         if (!err) {
1353                 int nr_failed = 0;
1354
1355                 if (!list_empty(&pagelist)) {
1356                         WARN_ON_ONCE(flags & MPOL_MF_LAZY);
1357                         nr_failed = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL,
1358                                 start, MIGRATE_SYNC, MR_MEMPOLICY_MBIND);
1359                         if (nr_failed)
1360                                 putback_movable_pages(&pagelist);
1361                 }
1362
1363                 if ((ret > 0) || (nr_failed && (flags & MPOL_MF_STRICT)))
1364                         err = -EIO;
1365         } else {
1366 up_out:
1367                 if (!list_empty(&pagelist))
1368                         putback_movable_pages(&pagelist);
1369         }
1370
1371         mmap_write_unlock(mm);
1372 mpol_out:
1373         mpol_put(new);
1374         return err;
1375 }
1376
1377 /*
1378  * User space interface with variable sized bitmaps for nodelists.
1379  */
1380
1381 /* Copy a node mask from user space. */
1382 static int get_nodes(nodemask_t *nodes, const unsigned long __user *nmask,
1383                      unsigned long maxnode)
1384 {
1385         unsigned long k;
1386         unsigned long t;
1387         unsigned long nlongs;
1388         unsigned long endmask;
1389
1390         --maxnode;
1391         nodes_clear(*nodes);
1392         if (maxnode == 0 || !nmask)
1393                 return 0;
1394         if (maxnode > PAGE_SIZE*BITS_PER_BYTE)
1395                 return -EINVAL;
1396
1397         nlongs = BITS_TO_LONGS(maxnode);
1398         if ((maxnode % BITS_PER_LONG) == 0)
1399                 endmask = ~0UL;
1400         else
1401                 endmask = (1UL << (maxnode % BITS_PER_LONG)) - 1;
1402
1403         /*
1404          * When the user specified more nodes than supported just check
1405          * if the non supported part is all zero.
1406          *
1407          * If maxnode have more longs than MAX_NUMNODES, check
1408          * the bits in that area first. And then go through to
1409          * check the rest bits which equal or bigger than MAX_NUMNODES.
1410          * Otherwise, just check bits [MAX_NUMNODES, maxnode).
1411          */
1412         if (nlongs > BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES)) {
1413                 for (k = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES); k < nlongs; k++) {
1414                         if (get_user(t, nmask + k))
1415                                 return -EFAULT;
1416                         if (k == nlongs - 1) {
1417                                 if (t & endmask)
1418                                         return -EINVAL;
1419                         } else if (t)
1420                                 return -EINVAL;
1421                 }
1422                 nlongs = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES);
1423                 endmask = ~0UL;
1424         }
1425
1426         if (maxnode > MAX_NUMNODES && MAX_NUMNODES % BITS_PER_LONG != 0) {
1427                 unsigned long valid_mask = endmask;
1428
1429                 valid_mask &= ~((1UL << (MAX_NUMNODES % BITS_PER_LONG)) - 1);
1430                 if (get_user(t, nmask + nlongs - 1))
1431                         return -EFAULT;
1432                 if (t & valid_mask)
1433                         return -EINVAL;
1434         }
1435
1436         if (copy_from_user(nodes_addr(*nodes), nmask, nlongs*sizeof(unsigned long)))
1437                 return -EFAULT;
1438         nodes_addr(*nodes)[nlongs-1] &= endmask;
1439         return 0;
1440 }
1441
1442 /* Copy a kernel node mask to user space */
1443 static int copy_nodes_to_user(unsigned long __user *mask, unsigned long maxnode,
1444                               nodemask_t *nodes)
1445 {
1446         unsigned long copy = ALIGN(maxnode-1, 64) / 8;
1447         unsigned int nbytes = BITS_TO_LONGS(nr_node_ids) * sizeof(long);
1448
1449         if (copy > nbytes) {
1450                 if (copy > PAGE_SIZE)
1451                         return -EINVAL;
1452                 if (clear_user((char __user *)mask + nbytes, copy - nbytes))
1453                         return -EFAULT;
1454                 copy = nbytes;
1455         }
1456         return copy_to_user(mask, nodes_addr(*nodes), copy) ? -EFAULT : 0;
1457 }
1458
1459 static long kernel_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1460                          unsigned long mode, const unsigned long __user *nmask,
1461                          unsigned long maxnode, unsigned int flags)
1462 {
1463         nodemask_t nodes;
1464         int err;
1465         unsigned short mode_flags;
1466
1467         start = untagged_addr(start);
1468         mode_flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1469         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1470         if (mode >= MPOL_MAX)
1471                 return -EINVAL;
1472         if ((mode_flags & MPOL_F_STATIC_NODES) &&
1473             (mode_flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1474                 return -EINVAL;
1475         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1476         if (err)
1477                 return err;
1478         return do_mbind(start, len, mode, mode_flags, &nodes, flags);
1479 }
1480
1481 SYSCALL_DEFINE6(mbind, unsigned long, start, unsigned long, len,
1482                 unsigned long, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1483                 unsigned long, maxnode, unsigned int, flags)
1484 {
1485         return kernel_mbind(start, len, mode, nmask, maxnode, flags);
1486 }
1487
1488 /* Set the process memory policy */
1489 static long kernel_set_mempolicy(int mode, const unsigned long __user *nmask,
1490                                  unsigned long maxnode)
1491 {
1492         int err;
1493         nodemask_t nodes;
1494         unsigned short flags;
1495
1496         flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1497         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1498         if ((unsigned int)mode >= MPOL_MAX)
1499                 return -EINVAL;
1500         if ((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) && (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1501                 return -EINVAL;
1502         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1503         if (err)
1504                 return err;
1505         return do_set_mempolicy(mode, flags, &nodes);
1506 }
1507
1508 SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1509                 unsigned long, maxnode)
1510 {
1511         return kernel_set_mempolicy(mode, nmask, maxnode);
1512 }
1513
1514 static int kernel_migrate_pages(pid_t pid, unsigned long maxnode,
1515                                 const unsigned long __user *old_nodes,
1516                                 const unsigned long __user *new_nodes)
1517 {
1518         struct mm_struct *mm = NULL;
1519         struct task_struct *task;
1520         nodemask_t task_nodes;
1521         int err;
1522         nodemask_t *old;
1523         nodemask_t *new;
1524         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1525
1526         if (!scratch)
1527                 return -ENOMEM;
1528
1529         old = &scratch->mask1;
1530         new = &scratch->mask2;
1531
1532         err = get_nodes(old, old_nodes, maxnode);
1533         if (err)
1534                 goto out;
1535
1536         err = get_nodes(new, new_nodes, maxnode);
1537         if (err)
1538                 goto out;
1539
1540         /* Find the mm_struct */
1541         rcu_read_lock();
1542         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1543         if (!task) {
1544                 rcu_read_unlock();
1545                 err = -ESRCH;
1546                 goto out;
1547         }
1548         get_task_struct(task);
1549
1550         err = -EINVAL;
1551
1552         /*
1553          * Check if this process has the right to modify the specified process.
1554          * Use the regular "ptrace_may_access()" checks.
1555          */
1556         if (!ptrace_may_access(task, PTRACE_MODE_READ_REALCREDS)) {
1557                 rcu_read_unlock();
1558                 err = -EPERM;
1559                 goto out_put;
1560         }
1561         rcu_read_unlock();
1562
1563         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1564         /* Is the user allowed to access the target nodes? */
1565         if (!nodes_subset(*new, task_nodes) && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1566                 err = -EPERM;
1567                 goto out_put;
1568         }
1569
1570         task_nodes = cpuset_mems_allowed(current);
1571         nodes_and(*new, *new, task_nodes);
1572         if (nodes_empty(*new))
1573                 goto out_put;
1574
1575         err = security_task_movememory(task);
1576         if (err)
1577                 goto out_put;
1578
1579         mm = get_task_mm(task);
1580         put_task_struct(task);
1581
1582         if (!mm) {
1583                 err = -EINVAL;
1584                 goto out;
1585         }
1586
1587         err = do_migrate_pages(mm, old, new,
1588                 capable(CAP_SYS_NICE) ? MPOL_MF_MOVE_ALL : MPOL_MF_MOVE);
1589
1590         mmput(mm);
1591 out:
1592         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1593
1594         return err;
1595
1596 out_put:
1597         put_task_struct(task);
1598         goto out;
1599
1600 }
1601
1602 SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, pid_t, pid, unsigned long, maxnode,
1603                 const unsigned long __user *, old_nodes,
1604                 const unsigned long __user *, new_nodes)
1605 {
1606         return kernel_migrate_pages(pid, maxnode, old_nodes, new_nodes);
1607 }
1608
1609
1610 /* Retrieve NUMA policy */
1611 static int kernel_get_mempolicy(int __user *policy,
1612                                 unsigned long __user *nmask,
1613                                 unsigned long maxnode,
1614                                 unsigned long addr,
1615                                 unsigned long flags)
1616 {
1617         int err;
1618         int pval;
1619         nodemask_t nodes;
1620
1621         if (nmask != NULL && maxnode < nr_node_ids)
1622                 return -EINVAL;
1623
1624         addr = untagged_addr(addr);
1625
1626         err = do_get_mempolicy(&pval, &nodes, addr, flags);
1627
1628         if (err)
1629                 return err;
1630
1631         if (policy && put_user(pval, policy))
1632                 return -EFAULT;
1633
1634         if (nmask)
1635                 err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, &nodes);
1636
1637         return err;
1638 }
1639
1640 SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1641                 unsigned long __user *, nmask, unsigned long, maxnode,
1642                 unsigned long, addr, unsigned long, flags)
1643 {
1644         return kernel_get_mempolicy(policy, nmask, maxnode, addr, flags);
1645 }
1646
1647 #ifdef CONFIG_COMPAT
1648
1649 COMPAT_SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1650                        compat_ulong_t __user *, nmask,
1651                        compat_ulong_t, maxnode,
1652                        compat_ulong_t, addr, compat_ulong_t, flags)
1653 {
1654         long err;
1655         unsigned long __user *nm = NULL;
1656         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1657         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1658
1659         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, nr_node_ids);
1660         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1661
1662         if (nmask)
1663                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1664
1665         err = kernel_get_mempolicy(policy, nm, nr_bits+1, addr, flags);
1666
1667         if (!err && nmask) {
1668                 unsigned long copy_size;
1669                 copy_size = min_t(unsigned long, sizeof(bm), alloc_size);
1670                 err = copy_from_user(bm, nm, copy_size);
1671                 /* ensure entire bitmap is zeroed */
1672                 err |= clear_user(nmask, ALIGN(maxnode-1, 8) / 8);
1673                 err |= compat_put_bitmap(nmask, bm, nr_bits);
1674         }
1675
1676         return err;
1677 }
1678
1679 COMPAT_SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, compat_ulong_t __user *, nmask,
1680                        compat_ulong_t, maxnode)
1681 {
1682         unsigned long __user *nm = NULL;
1683         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1684         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1685
1686         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1687         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1688
1689         if (nmask) {
1690                 if (compat_get_bitmap(bm, nmask, nr_bits))
1691                         return -EFAULT;
1692                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1693                 if (copy_to_user(nm, bm, alloc_size))
1694                         return -EFAULT;
1695         }
1696
1697         return kernel_set_mempolicy(mode, nm, nr_bits+1);
1698 }
1699
1700 COMPAT_SYSCALL_DEFINE6(mbind, compat_ulong_t, start, compat_ulong_t, len,
1701                        compat_ulong_t, mode, compat_ulong_t __user *, nmask,
1702                        compat_ulong_t, maxnode, compat_ulong_t, flags)
1703 {
1704         unsigned long __user *nm = NULL;
1705         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1706         nodemask_t bm;
1707
1708         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1709         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1710
1711         if (nmask) {
1712                 if (compat_get_bitmap(nodes_addr(bm), nmask, nr_bits))
1713                         return -EFAULT;
1714                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1715                 if (copy_to_user(nm, nodes_addr(bm), alloc_size))
1716                         return -EFAULT;
1717         }
1718
1719         return kernel_mbind(start, len, mode, nm, nr_bits+1, flags);
1720 }
1721
1722 COMPAT_SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, compat_pid_t, pid,
1723                        compat_ulong_t, maxnode,
1724                        const compat_ulong_t __user *, old_nodes,
1725                        const compat_ulong_t __user *, new_nodes)
1726 {
1727         unsigned long __user *old = NULL;
1728         unsigned long __user *new = NULL;
1729         nodemask_t tmp_mask;
1730         unsigned long nr_bits;
1731         unsigned long size;
1732
1733         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode - 1, MAX_NUMNODES);
1734         size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1735         if (old_nodes) {
1736                 if (compat_get_bitmap(nodes_addr(tmp_mask), old_nodes, nr_bits))
1737                         return -EFAULT;
1738                 old = compat_alloc_user_space(new_nodes ? size * 2 : size);
1739                 if (new_nodes)
1740                         new = old + size / sizeof(unsigned long);
1741                 if (copy_to_user(old, nodes_addr(tmp_mask), size))
1742                         return -EFAULT;
1743         }
1744         if (new_nodes) {
1745                 if (compat_get_bitmap(nodes_addr(tmp_mask), new_nodes, nr_bits))
1746                         return -EFAULT;
1747                 if (new == NULL)
1748                         new = compat_alloc_user_space(size);
1749                 if (copy_to_user(new, nodes_addr(tmp_mask), size))
1750                         return -EFAULT;
1751         }
1752         return kernel_migrate_pages(pid, nr_bits + 1, old, new);
1753 }
1754
1755 #endif /* CONFIG_COMPAT */
1756
1757 bool vma_migratable(struct vm_area_struct *vma)
1758 {
1759         if (vma->vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP))
1760                 return false;
1761
1762         /*
1763          * DAX device mappings require predictable access latency, so avoid
1764          * incurring periodic faults.
1765          */
1766         if (vma_is_dax(vma))
1767                 return false;
1768
1769         if (is_vm_hugetlb_page(vma) &&
1770                 !hugepage_migration_supported(hstate_vma(vma)))
1771                 return false;
1772
1773         /*
1774          * Migration allocates pages in the highest zone. If we cannot
1775          * do so then migration (at least from node to node) is not
1776          * possible.
1777          */
1778         if (vma->vm_file &&
1779                 gfp_zone(mapping_gfp_mask(vma->vm_file->f_mapping))
1780                         < policy_zone)
1781                 return false;
1782         return true;
1783 }
1784
1785 struct mempolicy *__get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1786                                                 unsigned long addr)
1787 {
1788         struct mempolicy *pol = NULL;
1789
1790         if (vma) {
1791                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1792                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
1793                 } else if (vma->vm_policy) {
1794                         pol = vma->vm_policy;
1795
1796                         /*
1797                          * shmem_alloc_page() passes MPOL_F_SHARED policy with
1798                          * a pseudo vma whose vma->vm_ops=NULL. Take a reference
1799                          * count on these policies which will be dropped by
1800                          * mpol_cond_put() later
1801                          */
1802                         if (mpol_needs_cond_ref(pol))
1803                                 mpol_get(pol);
1804                 }
1805         }
1806
1807         return pol;
1808 }
1809
1810 /*
1811  * get_vma_policy(@vma, @addr)
1812  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
1813  * @addr: address in @vma for shared policy lookup
1814  *
1815  * Returns effective policy for a VMA at specified address.
1816  * Falls back to current->mempolicy or system default policy, as necessary.
1817  * Shared policies [those marked as MPOL_F_SHARED] require an extra reference
1818  * count--added by the get_policy() vm_op, as appropriate--to protect against
1819  * freeing by another task.  It is the caller's responsibility to free the
1820  * extra reference for shared policies.
1821  */
1822 static struct mempolicy *get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1823                                                 unsigned long addr)
1824 {
1825         struct mempolicy *pol = __get_vma_policy(vma, addr);
1826
1827         if (!pol)
1828                 pol = get_task_policy(current);
1829
1830         return pol;
1831 }
1832
1833 bool vma_policy_mof(struct vm_area_struct *vma)
1834 {
1835         struct mempolicy *pol;
1836
1837         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1838                 bool ret = false;
1839
1840                 pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, vma->vm_start);
1841                 if (pol && (pol->flags & MPOL_F_MOF))
1842                         ret = true;
1843                 mpol_cond_put(pol);
1844
1845                 return ret;
1846         }
1847
1848         pol = vma->vm_policy;
1849         if (!pol)
1850                 pol = get_task_policy(current);
1851
1852         return pol->flags & MPOL_F_MOF;
1853 }
1854
1855 static int apply_policy_zone(struct mempolicy *policy, enum zone_type zone)
1856 {
1857         enum zone_type dynamic_policy_zone = policy_zone;
1858
1859         BUG_ON(dynamic_policy_zone == ZONE_MOVABLE);
1860
1861         /*
1862          * if policy->v.nodes has movable memory only,
1863          * we apply policy when gfp_zone(gfp) = ZONE_MOVABLE only.
1864          *
1865          * policy->v.nodes is intersect with node_states[N_MEMORY].
1866          * so if the following test faile, it implies
1867          * policy->v.nodes has movable memory only.
1868          */
1869         if (!nodes_intersects(policy->v.nodes, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
1870                 dynamic_policy_zone = ZONE_MOVABLE;
1871
1872         return zone >= dynamic_policy_zone;
1873 }
1874
1875 /*
1876  * Return a nodemask representing a mempolicy for filtering nodes for
1877  * page allocation
1878  */
1879 nodemask_t *policy_nodemask(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1880 {
1881         /* Lower zones don't get a nodemask applied for MPOL_BIND */
1882         if (unlikely(policy->mode == MPOL_BIND) &&
1883                         apply_policy_zone(policy, gfp_zone(gfp)) &&
1884                         cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(&policy->v.nodes))
1885                 return &policy->v.nodes;
1886
1887         return NULL;
1888 }
1889
1890 /* Return the node id preferred by the given mempolicy, or the given id */
1891 static int policy_node(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy, int nd)
1892 {
1893         if (policy->mode == MPOL_PREFERRED && !(policy->flags & MPOL_F_LOCAL))
1894                 nd = policy->v.preferred_node;
1895         else {
1896                 /*
1897                  * __GFP_THISNODE shouldn't even be used with the bind policy
1898                  * because we might easily break the expectation to stay on the
1899                  * requested node and not break the policy.
1900                  */
1901                 WARN_ON_ONCE(policy->mode == MPOL_BIND && (gfp & __GFP_THISNODE));
1902         }
1903
1904         return nd;
1905 }
1906
1907 /* Do dynamic interleaving for a process */
1908 static unsigned interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
1909 {
1910         unsigned next;
1911         struct task_struct *me = current;
1912
1913         next = next_node_in(me->il_prev, policy->v.nodes);
1914         if (next < MAX_NUMNODES)
1915                 me->il_prev = next;
1916         return next;
1917 }
1918
1919 /*
1920  * Depending on the memory policy provide a node from which to allocate the
1921  * next slab entry.
1922  */
1923 unsigned int mempolicy_slab_node(void)
1924 {
1925         struct mempolicy *policy;
1926         int node = numa_mem_id();
1927
1928         if (in_interrupt())
1929                 return node;
1930
1931         policy = current->mempolicy;
1932         if (!policy || policy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1933                 return node;
1934
1935         switch (policy->mode) {
1936         case MPOL_PREFERRED:
1937                 /*
1938                  * handled MPOL_F_LOCAL above
1939                  */
1940                 return policy->v.preferred_node;
1941
1942         case MPOL_INTERLEAVE:
1943                 return interleave_nodes(policy);
1944
1945         case MPOL_BIND: {
1946                 struct zoneref *z;
1947
1948                 /*
1949                  * Follow bind policy behavior and start allocation at the
1950                  * first node.
1951                  */
1952                 struct zonelist *zonelist;
1953                 enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(GFP_KERNEL);
1954                 zonelist = &NODE_DATA(node)->node_zonelists[ZONELIST_FALLBACK];
1955                 z = first_zones_zonelist(zonelist, highest_zoneidx,
1956                                                         &policy->v.nodes);
1957                 return z->zone ? zone_to_nid(z->zone) : node;
1958         }
1959
1960         default:
1961                 BUG();
1962         }
1963 }
1964
1965 /*
1966  * Do static interleaving for a VMA with known offset @n.  Returns the n'th
1967  * node in pol->v.nodes (starting from n=0), wrapping around if n exceeds the
1968  * number of present nodes.
1969  */
1970 static unsigned offset_il_node(struct mempolicy *pol, unsigned long n)
1971 {
1972         unsigned nnodes = nodes_weight(pol->v.nodes);
1973         unsigned target;
1974         int i;
1975         int nid;
1976
1977         if (!nnodes)
1978                 return numa_node_id();
1979         target = (unsigned int)n % nnodes;
1980         nid = first_node(pol->v.nodes);
1981         for (i = 0; i < target; i++)
1982                 nid = next_node(nid, pol->v.nodes);
1983         return nid;
1984 }
1985
1986 /* Determine a node number for interleave */
1987 static inline unsigned interleave_nid(struct mempolicy *pol,
1988                  struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, int shift)
1989 {
1990         if (vma) {
1991                 unsigned long off;
1992
1993                 /*
1994                  * for small pages, there is no difference between
1995                  * shift and PAGE_SHIFT, so the bit-shift is safe.
1996                  * for huge pages, since vm_pgoff is in units of small
1997                  * pages, we need to shift off the always 0 bits to get
1998                  * a useful offset.
1999                  */
2000                 BUG_ON(shift < PAGE_SHIFT);
2001                 off = vma->vm_pgoff >> (shift - PAGE_SHIFT);
2002                 off += (addr - vma->vm_start) >> shift;
2003                 return offset_il_node(pol, off);
2004         } else
2005                 return interleave_nodes(pol);
2006 }
2007
2008 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
2009 /*
2010  * huge_node(@vma, @addr, @gfp_flags, @mpol)
2011  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
2012  * @addr: address in @vma for shared policy lookup and interleave policy
2013  * @gfp_flags: for requested zone
2014  * @mpol: pointer to mempolicy pointer for reference counted mempolicy
2015  * @nodemask: pointer to nodemask pointer for MPOL_BIND nodemask
2016  *
2017  * Returns a nid suitable for a huge page allocation and a pointer
2018  * to the struct mempolicy for conditional unref after allocation.
2019  * If the effective policy is 'BIND, returns a pointer to the mempolicy's
2020  * @nodemask for filtering the zonelist.
2021  *
2022  * Must be protected by read_mems_allowed_begin()
2023  */
2024 int huge_node(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, gfp_t gfp_flags,
2025                                 struct mempolicy **mpol, nodemask_t **nodemask)
2026 {
2027         int nid;
2028
2029         *mpol = get_vma_policy(vma, addr);
2030         *nodemask = NULL;       /* assume !MPOL_BIND */
2031
2032         if (unlikely((*mpol)->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
2033                 nid = interleave_nid(*mpol, vma, addr,
2034                                         huge_page_shift(hstate_vma(vma)));
2035         } else {
2036                 nid = policy_node(gfp_flags, *mpol, numa_node_id());
2037                 if ((*mpol)->mode == MPOL_BIND)
2038                         *nodemask = &(*mpol)->v.nodes;
2039         }
2040         return nid;
2041 }
2042
2043 /*
2044  * init_nodemask_of_mempolicy
2045  *
2046  * If the current task's mempolicy is "default" [NULL], return 'false'
2047  * to indicate default policy.  Otherwise, extract the policy nodemask
2048  * for 'bind' or 'interleave' policy into the argument nodemask, or
2049  * initialize the argument nodemask to contain the single node for
2050  * 'preferred' or 'local' policy and return 'true' to indicate presence
2051  * of non-default mempolicy.
2052  *
2053  * We don't bother with reference counting the mempolicy [mpol_get/put]
2054  * because the current task is examining it's own mempolicy and a task's
2055  * mempolicy is only ever changed by the task itself.
2056  *
2057  * N.B., it is the caller's responsibility to free a returned nodemask.
2058  */
2059 bool init_nodemask_of_mempolicy(nodemask_t *mask)
2060 {
2061         struct mempolicy *mempolicy;
2062         int nid;
2063
2064         if (!(mask && current->mempolicy))
2065                 return false;
2066
2067         task_lock(current);
2068         mempolicy = current->mempolicy;
2069         switch (mempolicy->mode) {
2070         case MPOL_PREFERRED:
2071                 if (mempolicy->flags & MPOL_F_LOCAL)
2072                         nid = numa_node_id();
2073                 else
2074                         nid = mempolicy->v.preferred_node;
2075                 init_nodemask_of_node(mask, nid);
2076                 break;
2077
2078         case MPOL_BIND:
2079         case MPOL_INTERLEAVE:
2080                 *mask =  mempolicy->v.nodes;
2081                 break;
2082
2083         default:
2084                 BUG();
2085         }
2086         task_unlock(current);
2087
2088         return true;
2089 }
2090 #endif
2091
2092 /*
2093  * mempolicy_nodemask_intersects
2094  *
2095  * If tsk's mempolicy is "default" [NULL], return 'true' to indicate default
2096  * policy.  Otherwise, check for intersection between mask and the policy
2097  * nodemask for 'bind' or 'interleave' policy.  For 'perferred' or 'local'
2098  * policy, always return true since it may allocate elsewhere on fallback.
2099  *
2100  * Takes task_lock(tsk) to prevent freeing of its mempolicy.
2101  */
2102 bool mempolicy_nodemask_intersects(struct task_struct *tsk,
2103                                         const nodemask_t *mask)
2104 {
2105         struct mempolicy *mempolicy;
2106         bool ret = true;
2107
2108         if (!mask)
2109                 return ret;
2110         task_lock(tsk);
2111         mempolicy = tsk->mempolicy;
2112         if (!mempolicy)
2113                 goto out;
2114
2115         switch (mempolicy->mode) {
2116         case MPOL_PREFERRED:
2117                 /*
2118                  * MPOL_PREFERRED and MPOL_F_LOCAL are only preferred nodes to
2119                  * allocate from, they may fallback to other nodes when oom.
2120                  * Thus, it's possible for tsk to have allocated memory from
2121                  * nodes in mask.
2122                  */
2123                 break;
2124         case MPOL_BIND:
2125         case MPOL_INTERLEAVE:
2126                 ret = nodes_intersects(mempolicy->v.nodes, *mask);
2127                 break;
2128         default:
2129                 BUG();
2130         }
2131 out:
2132         task_unlock(tsk);
2133         return ret;
2134 }
2135
2136 /* Allocate a page in interleaved policy.
2137    Own path because it needs to do special accounting. */
2138 static struct page *alloc_page_interleave(gfp_t gfp, unsigned order,
2139                                         unsigned nid)
2140 {
2141         struct page *page;
2142
2143         page = __alloc_pages(gfp, order, nid, NULL);
2144         /* skip NUMA_INTERLEAVE_HIT counter update if numa stats is disabled */
2145         if (!static_branch_likely(&vm_numa_stat_key))
2146                 return page;
2147         if (page && page_to_nid(page) == nid) {
2148                 preempt_disable();
2149                 __inc_numa_state(page_zone(page), NUMA_INTERLEAVE_HIT);
2150                 preempt_enable();
2151         }
2152         return page;
2153 }
2154
2155 /**
2156  * alloc_pages_vma - Allocate a page for a VMA.
2157  * @gfp: GFP flags.
2158  * @order: Order of the GFP allocation.
2159  * @vma: Pointer to VMA or NULL if not available.
2160  * @addr: Virtual address of the allocation.  Must be inside @vma.
2161  * @node: Which node to prefer for allocation (modulo policy).
2162  * @hugepage: For hugepages try only the preferred node if possible.
2163  *
2164  * Allocate a page for a specific address in @vma, using the appropriate
2165  * NUMA policy.  When @vma is not NULL the caller must hold the mmap_lock
2166  * of the mm_struct of the VMA to prevent it from going away.  Should be
2167  * used for all allocations for pages that will be mapped into user space.
2168  *
2169  * Return: The page on success or NULL if allocation fails.
2170  */
2171 struct page *alloc_pages_vma(gfp_t gfp, int order, struct vm_area_struct *vma,
2172                 unsigned long addr, int node, bool hugepage)
2173 {
2174         struct mempolicy *pol;
2175         struct page *page;
2176         int preferred_nid;
2177         nodemask_t *nmask;
2178
2179         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2180
2181         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
2182                 unsigned nid;
2183
2184                 nid = interleave_nid(pol, vma, addr, PAGE_SHIFT + order);
2185                 mpol_cond_put(pol);
2186                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, nid);
2187                 goto out;
2188         }
2189
2190         if (unlikely(IS_ENABLED(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) && hugepage)) {
2191                 int hpage_node = node;
2192
2193                 /*
2194                  * For hugepage allocation and non-interleave policy which
2195                  * allows the current node (or other explicitly preferred
2196                  * node) we only try to allocate from the current/preferred
2197                  * node and don't fall back to other nodes, as the cost of
2198                  * remote accesses would likely offset THP benefits.
2199                  *
2200                  * If the policy is interleave, or does not allow the current
2201                  * node in its nodemask, we allocate the standard way.
2202                  */
2203                 if (pol->mode == MPOL_PREFERRED && !(pol->flags & MPOL_F_LOCAL))
2204                         hpage_node = pol->v.preferred_node;
2205
2206                 nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2207                 if (!nmask || node_isset(hpage_node, *nmask)) {
2208                         mpol_cond_put(pol);
2209                         /*
2210                          * First, try to allocate THP only on local node, but
2211                          * don't reclaim unnecessarily, just compact.
2212                          */
2213                         page = __alloc_pages_node(hpage_node,
2214                                 gfp | __GFP_THISNODE | __GFP_NORETRY, order);
2215
2216                         /*
2217                          * If hugepage allocations are configured to always
2218                          * synchronous compact or the vma has been madvised
2219                          * to prefer hugepage backing, retry allowing remote
2220                          * memory with both reclaim and compact as well.
2221                          */
2222                         if (!page && (gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM))
2223                                 page = __alloc_pages_node(hpage_node,
2224                                                                 gfp, order);
2225
2226                         goto out;
2227                 }
2228         }
2229
2230         nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2231         preferred_nid = policy_node(gfp, pol, node);
2232         page = __alloc_pages(gfp, order, preferred_nid, nmask);
2233         mpol_cond_put(pol);
2234 out:
2235         return page;
2236 }
2237 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_vma);
2238
2239 /**
2240  * alloc_pages - Allocate pages.
2241  * @gfp: GFP flags.
2242  * @order: Power of two of number of pages to allocate.
2243  *
2244  * Allocate 1 << @order contiguous pages.  The physical address of the
2245  * first page is naturally aligned (eg an order-3 allocation will be aligned
2246  * to a multiple of 8 * PAGE_SIZE bytes).  The NUMA policy of the current
2247  * process is honoured when in process context.
2248  *
2249  * Context: Can be called from any context, providing the appropriate GFP
2250  * flags are used.
2251  * Return: The page on success or NULL if allocation fails.
2252  */
2253 struct page *alloc_pages(gfp_t gfp, unsigned order)
2254 {
2255         struct mempolicy *pol = &default_policy;
2256         struct page *page;
2257
2258         if (!in_interrupt() && !(gfp & __GFP_THISNODE))
2259                 pol = get_task_policy(current);
2260
2261         /*
2262          * No reference counting needed for current->mempolicy
2263          * nor system default_policy
2264          */
2265         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
2266                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, interleave_nodes(pol));
2267         else
2268                 page = __alloc_pages(gfp, order,
2269                                 policy_node(gfp, pol, numa_node_id()),
2270                                 policy_nodemask(gfp, pol));
2271
2272         return page;
2273 }
2274 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages);
2275
2276 int vma_dup_policy(struct vm_area_struct *src, struct vm_area_struct *dst)
2277 {
2278         struct mempolicy *pol = mpol_dup(vma_policy(src));
2279
2280         if (IS_ERR(pol))
2281                 return PTR_ERR(pol);
2282         dst->vm_policy = pol;
2283         return 0;
2284 }
2285
2286 /*
2287  * If mpol_dup() sees current->cpuset == cpuset_being_rebound, then it
2288  * rebinds the mempolicy its copying by calling mpol_rebind_policy()
2289  * with the mems_allowed returned by cpuset_mems_allowed().  This
2290  * keeps mempolicies cpuset relative after its cpuset moves.  See
2291  * further kernel/cpuset.c update_nodemask().
2292  *
2293  * current's mempolicy may be rebinded by the other task(the task that changes
2294  * cpuset's mems), so we needn't do rebind work for current task.
2295  */
2296
2297 /* Slow path of a mempolicy duplicate */
2298 struct mempolicy *__mpol_dup(struct mempolicy *old)
2299 {
2300         struct mempolicy *new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2301
2302         if (!new)
2303                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2304
2305         /* task's mempolicy is protected by alloc_lock */
2306         if (old == current->mempolicy) {
2307                 task_lock(current);
2308                 *new = *old;
2309                 task_unlock(current);
2310         } else
2311                 *new = *old;
2312
2313         if (current_cpuset_is_being_rebound()) {
2314                 nodemask_t mems = cpuset_mems_allowed(current);
2315                 mpol_rebind_policy(new, &mems);
2316         }
2317         atomic_set(&new->refcnt, 1);
2318         return new;
2319 }
2320
2321 /* Slow path of a mempolicy comparison */
2322 bool __mpol_equal(struct mempolicy *a, struct mempolicy *b)
2323 {
2324         if (!a || !b)
2325                 return false;
2326         if (a->mode != b->mode)
2327                 return false;
2328         if (a->flags != b->flags)
2329                 return false;
2330         if (mpol_store_user_nodemask(a))
2331                 if (!nodes_equal(a->w.user_nodemask, b->w.user_nodemask))
2332                         return false;
2333
2334         switch (a->mode) {
2335         case MPOL_BIND:
2336         case MPOL_INTERLEAVE:
2337                 return !!nodes_equal(a->v.nodes, b->v.nodes);
2338         case MPOL_PREFERRED:
2339                 /* a's ->flags is the same as b's */
2340                 if (a->flags & MPOL_F_LOCAL)
2341                         return true;
2342                 return a->v.preferred_node == b->v.preferred_node;
2343         default:
2344                 BUG();
2345                 return false;
2346         }
2347 }
2348
2349 /*
2350  * Shared memory backing store policy support.
2351  *
2352  * Remember policies even when nobody has shared memory mapped.
2353  * The policies are kept in Red-Black tree linked from the inode.
2354  * They are protected by the sp->lock rwlock, which should be held
2355  * for any accesses to the tree.
2356  */
2357
2358 /*
2359  * lookup first element intersecting start-end.  Caller holds sp->lock for
2360  * reading or for writing
2361  */
2362 static struct sp_node *
2363 sp_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long start, unsigned long end)
2364 {
2365         struct rb_node *n = sp->root.rb_node;
2366
2367         while (n) {
2368                 struct sp_node *p = rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2369
2370                 if (start >= p->end)
2371                         n = n->rb_right;
2372                 else if (end <= p->start)
2373                         n = n->rb_left;
2374                 else
2375                         break;
2376         }
2377         if (!n)
2378                 return NULL;
2379         for (;;) {
2380                 struct sp_node *w = NULL;
2381                 struct rb_node *prev = rb_prev(n);
2382                 if (!prev)
2383                         break;
2384                 w = rb_entry(prev, struct sp_node, nd);
2385                 if (w->end <= start)
2386                         break;
2387                 n = prev;
2388         }
2389         return rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2390 }
2391
2392 /*
2393  * Insert a new shared policy into the list.  Caller holds sp->lock for
2394  * writing.
2395  */
2396 static void sp_insert(struct shared_policy *sp, struct sp_node *new)
2397 {
2398         struct rb_node **p = &sp->root.rb_node;
2399         struct rb_node *parent = NULL;
2400         struct sp_node *nd;
2401
2402         while (*p) {
2403                 parent = *p;
2404                 nd = rb_entry(parent, struct sp_node, nd);
2405                 if (new->start < nd->start)
2406                         p = &(*p)->rb_left;
2407                 else if (new->end > nd->end)
2408                         p = &(*p)->rb_right;
2409                 else
2410                         BUG();
2411         }
2412         rb_link_node(&new->nd, parent, p);
2413         rb_insert_color(&new->nd, &sp->root);
2414         pr_debug("inserting %lx-%lx: %d\n", new->start, new->end,
2415                  new->policy ? new->policy->mode : 0);
2416 }
2417
2418 /* Find shared policy intersecting idx */
2419 struct mempolicy *
2420 mpol_shared_policy_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long idx)
2421 {
2422         struct mempolicy *pol = NULL;
2423         struct sp_node *sn;
2424
2425         if (!sp->root.rb_node)
2426                 return NULL;
2427         read_lock(&sp->lock);
2428         sn = sp_lookup(sp, idx, idx+1);
2429         if (sn) {
2430                 mpol_get(sn->policy);
2431                 pol = sn->policy;
2432         }
2433         read_unlock(&sp->lock);
2434         return pol;
2435 }
2436
2437 static void sp_free(struct sp_node *n)
2438 {
2439         mpol_put(n->policy);
2440         kmem_cache_free(sn_cache, n);
2441 }
2442
2443 /**
2444  * mpol_misplaced - check whether current page node is valid in policy
2445  *
2446  * @page: page to be checked
2447  * @vma: vm area where page mapped
2448  * @addr: virtual address where page mapped
2449  *
2450  * Lookup current policy node id for vma,addr and "compare to" page's
2451  * node id.  Policy determination "mimics" alloc_page_vma().
2452  * Called from fault path where we know the vma and faulting address.
2453  *
2454  * Return: -1 if the page is in a node that is valid for this policy, or a
2455  * suitable node ID to allocate a replacement page from.
2456  */
2457 int mpol_misplaced(struct page *page, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
2458 {
2459         struct mempolicy *pol;
2460         struct zoneref *z;
2461         int curnid = page_to_nid(page);
2462         unsigned long pgoff;
2463         int thiscpu = raw_smp_processor_id();
2464         int thisnid = cpu_to_node(thiscpu);
2465         int polnid = NUMA_NO_NODE;
2466         int ret = -1;
2467
2468         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2469         if (!(pol->flags & MPOL_F_MOF))
2470                 goto out;
2471
2472         switch (pol->mode) {
2473         case MPOL_INTERLEAVE:
2474                 pgoff = vma->vm_pgoff;
2475                 pgoff += (addr - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2476                 polnid = offset_il_node(pol, pgoff);
2477                 break;
2478
2479         case MPOL_PREFERRED:
2480                 if (pol->flags & MPOL_F_LOCAL)
2481                         polnid = numa_node_id();
2482                 else
2483                         polnid = pol->v.preferred_node;
2484                 break;
2485
2486         case MPOL_BIND:
2487                 /* Optimize placement among multiple nodes via NUMA balancing */
2488                 if (pol->flags & MPOL_F_MORON) {
2489                         if (node_isset(thisnid, pol->v.nodes))
2490                                 break;
2491                         goto out;
2492                 }
2493
2494                 /*
2495                  * allows binding to multiple nodes.
2496                  * use current page if in policy nodemask,
2497                  * else select nearest allowed node, if any.
2498                  * If no allowed nodes, use current [!misplaced].
2499                  */
2500                 if (node_isset(curnid, pol->v.nodes))
2501                         goto out;
2502                 z = first_zones_zonelist(
2503                                 node_zonelist(numa_node_id(), GFP_HIGHUSER),
2504                                 gfp_zone(GFP_HIGHUSER),
2505                                 &pol->v.nodes);
2506                 polnid = zone_to_nid(z->zone);
2507                 break;
2508
2509         default:
2510                 BUG();
2511         }
2512
2513         /* Migrate the page towards the node whose CPU is referencing it */
2514         if (pol->flags & MPOL_F_MORON) {
2515                 polnid = thisnid;
2516
2517                 if (!should_numa_migrate_memory(current, page, curnid, thiscpu))
2518                         goto out;
2519         }
2520
2521         if (curnid != polnid)
2522                 ret = polnid;
2523 out:
2524         mpol_cond_put(pol);
2525
2526         return ret;
2527 }
2528
2529 /*
2530  * Drop the (possibly final) reference to task->mempolicy.  It needs to be
2531  * dropped after task->mempolicy is set to NULL so that any allocation done as
2532  * part of its kmem_cache_free(), such as by KASAN, doesn't reference a freed
2533  * policy.
2534  */
2535 void mpol_put_task_policy(struct task_struct *task)
2536 {
2537         struct mempolicy *pol;
2538
2539         task_lock(task);
2540         pol = task->mempolicy;
2541         task->mempolicy = NULL;
2542         task_unlock(task);
2543         mpol_put(pol);
2544 }
2545
2546 static void sp_delete(struct shared_policy *sp, struct sp_node *n)
2547 {
2548         pr_debug("deleting %lx-l%lx\n", n->start, n->end);
2549         rb_erase(&n->nd, &sp->root);
2550         sp_free(n);
2551 }
2552
2553 static void sp_node_init(struct sp_node *node, unsigned long start,
2554                         unsigned long end, struct mempolicy *pol)
2555 {
2556         node->start = start;
2557         node->end = end;
2558         node->policy = pol;
2559 }
2560
2561 static struct sp_node *sp_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
2562                                 struct mempolicy *pol)
2563 {
2564         struct sp_node *n;
2565         struct mempolicy *newpol;
2566
2567         n = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2568         if (!n)
2569                 return NULL;
2570
2571         newpol = mpol_dup(pol);
2572         if (IS_ERR(newpol)) {
2573                 kmem_cache_free(sn_cache, n);
2574                 return NULL;
2575         }
2576         newpol->flags |= MPOL_F_SHARED;
2577         sp_node_init(n, start, end, newpol);
2578
2579         return n;
2580 }
2581
2582 /* Replace a policy range. */
2583 static int shared_policy_replace(struct shared_policy *sp, unsigned long start,
2584                                  unsigned long end, struct sp_node *new)
2585 {
2586         struct sp_node *n;
2587         struct sp_node *n_new = NULL;
2588         struct mempolicy *mpol_new = NULL;
2589         int ret = 0;
2590
2591 restart:
2592         write_lock(&sp->lock);
2593         n = sp_lookup(sp, start, end);
2594         /* Take care of old policies in the same range. */
2595         while (n && n->start < end) {
2596                 struct rb_node *next = rb_next(&n->nd);
2597                 if (n->start >= start) {
2598                         if (n->end <= end)
2599                                 sp_delete(sp, n);
2600                         else
2601                                 n->start = end;
2602                 } else {
2603                         /* Old policy spanning whole new range. */
2604                         if (n->end > end) {
2605                                 if (!n_new)
2606                                         goto alloc_new;
2607
2608                                 *mpol_new = *n->policy;
2609                                 atomic_set(&mpol_new->refcnt, 1);
2610                                 sp_node_init(n_new, end, n->end, mpol_new);
2611                                 n->end = start;
2612                                 sp_insert(sp, n_new);
2613                                 n_new = NULL;
2614                                 mpol_new = NULL;
2615                                 break;
2616                         } else
2617                                 n->end = start;
2618                 }
2619                 if (!next)
2620                         break;
2621                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2622         }
2623         if (new)
2624                 sp_insert(sp, new);
2625         write_unlock(&sp->lock);
2626         ret = 0;
2627
2628 err_out:
2629         if (mpol_new)
2630                 mpol_put(mpol_new);
2631         if (n_new)
2632                 kmem_cache_free(sn_cache, n_new);
2633
2634         return ret;
2635
2636 alloc_new:
2637         write_unlock(&sp->lock);
2638         ret = -ENOMEM;
2639         n_new = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2640         if (!n_new)
2641                 goto err_out;
2642         mpol_new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2643         if (!mpol_new)
2644                 goto err_out;
2645         goto restart;
2646 }
2647
2648 /**
2649  * mpol_shared_policy_init - initialize shared policy for inode
2650  * @sp: pointer to inode shared policy
2651  * @mpol:  struct mempolicy to install
2652  *
2653  * Install non-NULL @mpol in inode's shared policy rb-tree.
2654  * On entry, the current task has a reference on a non-NULL @mpol.
2655  * This must be released on exit.
2656  * This is called at get_inode() calls and we can use GFP_KERNEL.
2657  */
2658 void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *sp, struct mempolicy *mpol)
2659 {
2660         int ret;
2661
2662         sp->root = RB_ROOT;             /* empty tree == default mempolicy */
2663         rwlock_init(&sp->lock);
2664
2665         if (mpol) {
2666                 struct vm_area_struct pvma;
2667                 struct mempolicy *new;
2668                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2669
2670                 if (!scratch)
2671                         goto put_mpol;
2672                 /* contextualize the tmpfs mount point mempolicy */
2673                 new = mpol_new(mpol->mode, mpol->flags, &mpol->w.user_nodemask);
2674                 if (IS_ERR(new))
2675                         goto free_scratch; /* no valid nodemask intersection */
2676
2677                 task_lock(current);
2678                 ret = mpol_set_nodemask(new, &mpol->w.user_nodemask, scratch);
2679                 task_unlock(current);
2680                 if (ret)
2681                         goto put_new;
2682
2683                 /* Create pseudo-vma that contains just the policy */
2684                 vma_init(&pvma, NULL);
2685                 pvma.vm_end = TASK_SIZE;        /* policy covers entire file */
2686                 mpol_set_shared_policy(sp, &pvma, new); /* adds ref */
2687
2688 put_new:
2689                 mpol_put(new);                  /* drop initial ref */
2690 free_scratch:
2691                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2692 put_mpol:
2693                 mpol_put(mpol); /* drop our incoming ref on sb mpol */
2694         }
2695 }
2696
2697 int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *info,
2698                         struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *npol)
2699 {
2700         int err;
2701         struct sp_node *new = NULL;
2702         unsigned long sz = vma_pages(vma);
2703
2704         pr_debug("set_shared_policy %lx sz %lu %d %d %lx\n",
2705                  vma->vm_pgoff,
2706                  sz, npol ? npol->mode : -1,
2707                  npol ? npol->flags : -1,
2708                  npol ? nodes_addr(npol->v.nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
2709
2710         if (npol) {
2711                 new = sp_alloc(vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, npol);
2712                 if (!new)
2713                         return -ENOMEM;
2714         }
2715         err = shared_policy_replace(info, vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff+sz, new);
2716         if (err && new)
2717                 sp_free(new);
2718         return err;
2719 }
2720
2721 /* Free a backing policy store on inode delete. */
2722 void mpol_free_shared_policy(struct shared_policy *p)
2723 {
2724         struct sp_node *n;
2725         struct rb_node *next;
2726
2727         if (!p->root.rb_node)
2728                 return;
2729         write_lock(&p->lock);
2730         next = rb_first(&p->root);
2731         while (next) {
2732                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2733                 next = rb_next(&n->nd);
2734                 sp_delete(p, n);
2735         }
2736         write_unlock(&p->lock);
2737 }
2738
2739 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2740 static int __initdata numabalancing_override;
2741
2742 static void __init check_numabalancing_enable(void)
2743 {
2744         bool numabalancing_default = false;
2745
2746         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA_BALANCING_DEFAULT_ENABLED))
2747                 numabalancing_default = true;
2748
2749         /* Parsed by setup_numabalancing. override == 1 enables, -1 disables */
2750         if (numabalancing_override)
2751                 set_numabalancing_state(numabalancing_override == 1);
2752
2753         if (num_online_nodes() > 1 && !numabalancing_override) {
2754                 pr_info("%s automatic NUMA balancing. Configure with numa_balancing= or the kernel.numa_balancing sysctl\n",
2755                         numabalancing_default ? "Enabling" : "Disabling");
2756                 set_numabalancing_state(numabalancing_default);
2757         }
2758 }
2759
2760 static int __init setup_numabalancing(char *str)
2761 {
2762         int ret = 0;
2763         if (!str)
2764                 goto out;
2765
2766         if (!strcmp(str, "enable")) {
2767                 numabalancing_override = 1;
2768                 ret = 1;
2769         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2770                 numabalancing_override = -1;
2771                 ret = 1;
2772         }
2773 out:
2774         if (!ret)
2775                 pr_warn("Unable to parse numa_balancing=\n");
2776
2777         return ret;
2778 }
2779 __setup("numa_balancing=", setup_numabalancing);
2780 #else
2781 static inline void __init check_numabalancing_enable(void)
2782 {
2783 }
2784 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2785
2786 /* assumes fs == KERNEL_DS */
2787 void __init numa_policy_init(void)
2788 {
2789         nodemask_t interleave_nodes;
2790         unsigned long largest = 0;
2791         int nid, prefer = 0;
2792
2793         policy_cache = kmem_cache_create("numa_policy",
2794                                          sizeof(struct mempolicy),
2795                                          0, SLAB_PANIC, NULL);
2796
2797         sn_cache = kmem_cache_create("shared_policy_node",
2798                                      sizeof(struct sp_node),
2799                                      0, SLAB_PANIC, NULL);
2800
2801         for_each_node(nid) {
2802                 preferred_node_policy[nid] = (struct mempolicy) {
2803                         .refcnt = ATOMIC_INIT(1),
2804                         .mode = MPOL_PREFERRED,
2805                         .flags = MPOL_F_MOF | MPOL_F_MORON,
2806                         .v = { .preferred_node = nid, },
2807                 };
2808         }
2809
2810         /*
2811          * Set interleaving policy for system init. Interleaving is only
2812          * enabled across suitably sized nodes (default is >= 16MB), or
2813          * fall back to the largest node if they're all smaller.
2814          */
2815         nodes_clear(interleave_nodes);
2816         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
2817                 unsigned long total_pages = node_present_pages(nid);
2818
2819                 /* Preserve the largest node */
2820                 if (largest < total_pages) {
2821                         largest = total_pages;
2822                         prefer = nid;
2823                 }
2824
2825                 /* Interleave this node? */
2826                 if ((total_pages << PAGE_SHIFT) >= (16 << 20))
2827                         node_set(nid, interleave_nodes);
2828         }
2829
2830         /* All too small, use the largest */
2831         if (unlikely(nodes_empty(interleave_nodes)))
2832                 node_set(prefer, interleave_nodes);
2833
2834         if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, 0, &interleave_nodes))
2835                 pr_err("%s: interleaving failed\n", __func__);
2836
2837         check_numabalancing_enable();
2838 }
2839
2840 /* Reset policy of current process to default */
2841 void numa_default_policy(void)
2842 {
2843         do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, 0, NULL);
2844 }
2845
2846 /*
2847  * Parse and format mempolicy from/to strings
2848  */
2849
2850 /*
2851  * "local" is implemented internally by MPOL_PREFERRED with MPOL_F_LOCAL flag.
2852  */
2853 static const char * const policy_modes[] =
2854 {
2855         [MPOL_DEFAULT]    = "default",
2856         [MPOL_PREFERRED]  = "prefer",
2857         [MPOL_BIND]       = "bind",
2858         [MPOL_INTERLEAVE] = "interleave",
2859         [MPOL_LOCAL]      = "local",
2860 };
2861
2862
2863 #ifdef CONFIG_TMPFS
2864 /**
2865  * mpol_parse_str - parse string to mempolicy, for tmpfs mpol mount option.
2866  * @str:  string containing mempolicy to parse
2867  * @mpol:  pointer to struct mempolicy pointer, returned on success.
2868  *
2869  * Format of input:
2870  *      <mode>[=<flags>][:<nodelist>]
2871  *
2872  * On success, returns 0, else 1
2873  */
2874 int mpol_parse_str(char *str, struct mempolicy **mpol)
2875 {
2876         struct mempolicy *new = NULL;
2877         unsigned short mode_flags;
2878         nodemask_t nodes;
2879         char *nodelist = strchr(str, ':');
2880         char *flags = strchr(str, '=');
2881         int err = 1, mode;
2882
2883         if (flags)
2884                 *flags++ = '\0';        /* terminate mode string */
2885
2886         if (nodelist) {
2887                 /* NUL-terminate mode or flags string */
2888                 *nodelist++ = '\0';
2889                 if (nodelist_parse(nodelist, nodes))
2890                         goto out;
2891                 if (!nodes_subset(nodes, node_states[N_MEMORY]))
2892                         goto out;
2893         } else
2894                 nodes_clear(nodes);
2895
2896         mode = match_string(policy_modes, MPOL_MAX, str);
2897         if (mode < 0)
2898                 goto out;
2899
2900         switch (mode) {
2901         case MPOL_PREFERRED:
2902                 /*
2903                  * Insist on a nodelist of one node only, although later
2904                  * we use first_node(nodes) to grab a single node, so here
2905                  * nodelist (or nodes) cannot be empty.
2906                  */
2907                 if (nodelist) {
2908                         char *rest = nodelist;
2909                         while (isdigit(*rest))
2910                                 rest++;
2911                         if (*rest)
2912                                 goto out;
2913                         if (nodes_empty(nodes))
2914                                 goto out;
2915                 }
2916                 break;
2917         case MPOL_INTERLEAVE:
2918                 /*
2919                  * Default to online nodes with memory if no nodelist
2920                  */
2921                 if (!nodelist)
2922                         nodes = node_states[N_MEMORY];
2923                 break;
2924         case MPOL_LOCAL:
2925                 /*
2926                  * Don't allow a nodelist;  mpol_new() checks flags
2927                  */
2928                 if (nodelist)
2929                         goto out;
2930                 mode = MPOL_PREFERRED;
2931                 break;
2932         case MPOL_DEFAULT:
2933                 /*
2934                  * Insist on a empty nodelist
2935                  */
2936                 if (!nodelist)
2937                         err = 0;
2938                 goto out;
2939         case MPOL_BIND:
2940                 /*
2941                  * Insist on a nodelist
2942                  */
2943                 if (!nodelist)
2944                         goto out;
2945         }
2946
2947         mode_flags = 0;
2948         if (flags) {
2949                 /*
2950                  * Currently, we only support two mutually exclusive
2951                  * mode flags.
2952                  */
2953                 if (!strcmp(flags, "static"))
2954                         mode_flags |= MPOL_F_STATIC_NODES;
2955                 else if (!strcmp(flags, "relative"))
2956                         mode_flags |= MPOL_F_RELATIVE_NODES;
2957                 else
2958                         goto out;
2959         }
2960
2961         new = mpol_new(mode, mode_flags, &nodes);
2962         if (IS_ERR(new))
2963                 goto out;
2964
2965         /*
2966          * Save nodes for mpol_to_str() to show the tmpfs mount options
2967          * for /proc/mounts, /proc/pid/mounts and /proc/pid/mountinfo.
2968          */
2969         if (mode != MPOL_PREFERRED)
2970                 new->v.nodes = nodes;
2971         else if (nodelist)
2972                 new->v.preferred_node = first_node(nodes);
2973         else
2974                 new->flags |= MPOL_F_LOCAL;
2975
2976         /*
2977          * Save nodes for contextualization: this will be used to "clone"
2978          * the mempolicy in a specific context [cpuset] at a later time.
2979          */
2980         new->w.user_nodemask = nodes;
2981
2982         err = 0;
2983
2984 out:
2985         /* Restore string for error message */
2986         if (nodelist)
2987                 *--nodelist = ':';
2988         if (flags)
2989                 *--flags = '=';
2990         if (!err)
2991                 *mpol = new;
2992         return err;
2993 }
2994 #endif /* CONFIG_TMPFS */
2995
2996 /**
2997  * mpol_to_str - format a mempolicy structure for printing
2998  * @buffer:  to contain formatted mempolicy string
2999  * @maxlen:  length of @buffer
3000  * @pol:  pointer to mempolicy to be formatted
3001  *
3002  * Convert @pol into a string.  If @buffer is too short, truncate the string.
3003  * Recommend a @maxlen of at least 32 for the longest mode, "interleave", the
3004  * longest flag, "relative", and to display at least a few node ids.
3005  */
3006 void mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol)
3007 {
3008         char *p = buffer;
3009         nodemask_t nodes = NODE_MASK_NONE;
3010         unsigned short mode = MPOL_DEFAULT;
3011         unsigned short flags = 0;
3012
3013         if (pol && pol != &default_policy && !(pol->flags & MPOL_F_MORON)) {
3014                 mode = pol->mode;
3015                 flags = pol->flags;
3016         }
3017
3018         switch (mode) {
3019         case MPOL_DEFAULT:
3020                 break;
3021         case MPOL_PREFERRED:
3022                 if (flags & MPOL_F_LOCAL)
3023                         mode = MPOL_LOCAL;
3024                 else
3025                         node_set(pol->v.preferred_node, nodes);
3026                 break;
3027         case MPOL_BIND:
3028         case MPOL_INTERLEAVE:
3029                 nodes = pol->v.nodes;
3030                 break;
3031         default:
3032                 WARN_ON_ONCE(1);
3033                 snprintf(p, maxlen, "unknown");
3034                 return;
3035         }
3036
3037         p += snprintf(p, maxlen, "%s", policy_modes[mode]);
3038
3039         if (flags & MPOL_MODE_FLAGS) {
3040                 p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "=");
3041
3042                 /*
3043                  * Currently, the only defined flags are mutually exclusive
3044                  */
3045                 if (flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
3046                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "static");
3047                 else if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
3048                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "relative");
3049         }
3050
3051         if (!nodes_empty(nodes))
3052                 p += scnprintf(p, buffer + maxlen - p, ":%*pbl",
3053                                nodemask_pr_args(&nodes));
3054 }