tools headers UAPI: Sync linux/prctl.h with the kernel sources
[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                          * will 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         lru_cache_disable();
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
1212         lru_cache_enable();
1213         if (err < 0)
1214                 return err;
1215         return busy;
1216
1217 }
1218
1219 /*
1220  * Allocate a new page for page migration based on vma policy.
1221  * Start by assuming the page is mapped by the same vma as contains @start.
1222  * Search forward from there, if not.  N.B., this assumes that the
1223  * list of pages handed to migrate_pages()--which is how we get here--
1224  * is in virtual address order.
1225  */
1226 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start)
1227 {
1228         struct vm_area_struct *vma;
1229         unsigned long address;
1230
1231         vma = find_vma(current->mm, start);
1232         while (vma) {
1233                 address = page_address_in_vma(page, vma);
1234                 if (address != -EFAULT)
1235                         break;
1236                 vma = vma->vm_next;
1237         }
1238
1239         if (PageHuge(page)) {
1240                 return alloc_huge_page_vma(page_hstate(compound_head(page)),
1241                                 vma, address);
1242         } else if (PageTransHuge(page)) {
1243                 struct page *thp;
1244
1245                 thp = alloc_hugepage_vma(GFP_TRANSHUGE, vma, address,
1246                                          HPAGE_PMD_ORDER);
1247                 if (!thp)
1248                         return NULL;
1249                 prep_transhuge_page(thp);
1250                 return thp;
1251         }
1252         /*
1253          * if !vma, alloc_page_vma() will use task or system default policy
1254          */
1255         return alloc_page_vma(GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_RETRY_MAYFAIL,
1256                         vma, address);
1257 }
1258 #else
1259
1260 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1261                                 unsigned long flags)
1262 {
1263         return -EIO;
1264 }
1265
1266 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1267                      const nodemask_t *to, int flags)
1268 {
1269         return -ENOSYS;
1270 }
1271
1272 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start)
1273 {
1274         return NULL;
1275 }
1276 #endif
1277
1278 static long do_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1279                      unsigned short mode, unsigned short mode_flags,
1280                      nodemask_t *nmask, unsigned long flags)
1281 {
1282         struct mm_struct *mm = current->mm;
1283         struct mempolicy *new;
1284         unsigned long end;
1285         int err;
1286         int ret;
1287         LIST_HEAD(pagelist);
1288
1289         if (flags & ~(unsigned long)MPOL_MF_VALID)
1290                 return -EINVAL;
1291         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1292                 return -EPERM;
1293
1294         if (start & ~PAGE_MASK)
1295                 return -EINVAL;
1296
1297         if (mode == MPOL_DEFAULT)
1298                 flags &= ~MPOL_MF_STRICT;
1299
1300         len = (len + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
1301         end = start + len;
1302
1303         if (end < start)
1304                 return -EINVAL;
1305         if (end == start)
1306                 return 0;
1307
1308         new = mpol_new(mode, mode_flags, nmask);
1309         if (IS_ERR(new))
1310                 return PTR_ERR(new);
1311
1312         if (flags & MPOL_MF_LAZY)
1313                 new->flags |= MPOL_F_MOF;
1314
1315         /*
1316          * If we are using the default policy then operation
1317          * on discontinuous address spaces is okay after all
1318          */
1319         if (!new)
1320                 flags |= MPOL_MF_DISCONTIG_OK;
1321
1322         pr_debug("mbind %lx-%lx mode:%d flags:%d nodes:%lx\n",
1323                  start, start + len, mode, mode_flags,
1324                  nmask ? nodes_addr(*nmask)[0] : NUMA_NO_NODE);
1325
1326         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
1327
1328                 lru_cache_disable();
1329         }
1330         {
1331                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1332                 if (scratch) {
1333                         mmap_write_lock(mm);
1334                         err = mpol_set_nodemask(new, nmask, scratch);
1335                         if (err)
1336                                 mmap_write_unlock(mm);
1337                 } else
1338                         err = -ENOMEM;
1339                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1340         }
1341         if (err)
1342                 goto mpol_out;
1343
1344         ret = queue_pages_range(mm, start, end, nmask,
1345                           flags | MPOL_MF_INVERT, &pagelist);
1346
1347         if (ret < 0) {
1348                 err = ret;
1349                 goto up_out;
1350         }
1351
1352         err = mbind_range(mm, start, end, new);
1353
1354         if (!err) {
1355                 int nr_failed = 0;
1356
1357                 if (!list_empty(&pagelist)) {
1358                         WARN_ON_ONCE(flags & MPOL_MF_LAZY);
1359                         nr_failed = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL,
1360                                 start, MIGRATE_SYNC, MR_MEMPOLICY_MBIND);
1361                         if (nr_failed)
1362                                 putback_movable_pages(&pagelist);
1363                 }
1364
1365                 if ((ret > 0) || (nr_failed && (flags & MPOL_MF_STRICT)))
1366                         err = -EIO;
1367         } else {
1368 up_out:
1369                 if (!list_empty(&pagelist))
1370                         putback_movable_pages(&pagelist);
1371         }
1372
1373         mmap_write_unlock(mm);
1374 mpol_out:
1375         mpol_put(new);
1376         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL))
1377                 lru_cache_enable();
1378         return err;
1379 }
1380
1381 /*
1382  * User space interface with variable sized bitmaps for nodelists.
1383  */
1384
1385 /* Copy a node mask from user space. */
1386 static int get_nodes(nodemask_t *nodes, const unsigned long __user *nmask,
1387                      unsigned long maxnode)
1388 {
1389         unsigned long k;
1390         unsigned long t;
1391         unsigned long nlongs;
1392         unsigned long endmask;
1393
1394         --maxnode;
1395         nodes_clear(*nodes);
1396         if (maxnode == 0 || !nmask)
1397                 return 0;
1398         if (maxnode > PAGE_SIZE*BITS_PER_BYTE)
1399                 return -EINVAL;
1400
1401         nlongs = BITS_TO_LONGS(maxnode);
1402         if ((maxnode % BITS_PER_LONG) == 0)
1403                 endmask = ~0UL;
1404         else
1405                 endmask = (1UL << (maxnode % BITS_PER_LONG)) - 1;
1406
1407         /*
1408          * When the user specified more nodes than supported just check
1409          * if the non supported part is all zero.
1410          *
1411          * If maxnode have more longs than MAX_NUMNODES, check
1412          * the bits in that area first. And then go through to
1413          * check the rest bits which equal or bigger than MAX_NUMNODES.
1414          * Otherwise, just check bits [MAX_NUMNODES, maxnode).
1415          */
1416         if (nlongs > BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES)) {
1417                 for (k = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES); k < nlongs; k++) {
1418                         if (get_user(t, nmask + k))
1419                                 return -EFAULT;
1420                         if (k == nlongs - 1) {
1421                                 if (t & endmask)
1422                                         return -EINVAL;
1423                         } else if (t)
1424                                 return -EINVAL;
1425                 }
1426                 nlongs = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES);
1427                 endmask = ~0UL;
1428         }
1429
1430         if (maxnode > MAX_NUMNODES && MAX_NUMNODES % BITS_PER_LONG != 0) {
1431                 unsigned long valid_mask = endmask;
1432
1433                 valid_mask &= ~((1UL << (MAX_NUMNODES % BITS_PER_LONG)) - 1);
1434                 if (get_user(t, nmask + nlongs - 1))
1435                         return -EFAULT;
1436                 if (t & valid_mask)
1437                         return -EINVAL;
1438         }
1439
1440         if (copy_from_user(nodes_addr(*nodes), nmask, nlongs*sizeof(unsigned long)))
1441                 return -EFAULT;
1442         nodes_addr(*nodes)[nlongs-1] &= endmask;
1443         return 0;
1444 }
1445
1446 /* Copy a kernel node mask to user space */
1447 static int copy_nodes_to_user(unsigned long __user *mask, unsigned long maxnode,
1448                               nodemask_t *nodes)
1449 {
1450         unsigned long copy = ALIGN(maxnode-1, 64) / 8;
1451         unsigned int nbytes = BITS_TO_LONGS(nr_node_ids) * sizeof(long);
1452
1453         if (copy > nbytes) {
1454                 if (copy > PAGE_SIZE)
1455                         return -EINVAL;
1456                 if (clear_user((char __user *)mask + nbytes, copy - nbytes))
1457                         return -EFAULT;
1458                 copy = nbytes;
1459         }
1460         return copy_to_user(mask, nodes_addr(*nodes), copy) ? -EFAULT : 0;
1461 }
1462
1463 static long kernel_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1464                          unsigned long mode, const unsigned long __user *nmask,
1465                          unsigned long maxnode, unsigned int flags)
1466 {
1467         nodemask_t nodes;
1468         int err;
1469         unsigned short mode_flags;
1470
1471         start = untagged_addr(start);
1472         mode_flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1473         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1474         if (mode >= MPOL_MAX)
1475                 return -EINVAL;
1476         if ((mode_flags & MPOL_F_STATIC_NODES) &&
1477             (mode_flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1478                 return -EINVAL;
1479         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1480         if (err)
1481                 return err;
1482         return do_mbind(start, len, mode, mode_flags, &nodes, flags);
1483 }
1484
1485 SYSCALL_DEFINE6(mbind, unsigned long, start, unsigned long, len,
1486                 unsigned long, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1487                 unsigned long, maxnode, unsigned int, flags)
1488 {
1489         return kernel_mbind(start, len, mode, nmask, maxnode, flags);
1490 }
1491
1492 /* Set the process memory policy */
1493 static long kernel_set_mempolicy(int mode, const unsigned long __user *nmask,
1494                                  unsigned long maxnode)
1495 {
1496         int err;
1497         nodemask_t nodes;
1498         unsigned short flags;
1499
1500         flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1501         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1502         if ((unsigned int)mode >= MPOL_MAX)
1503                 return -EINVAL;
1504         if ((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) && (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1505                 return -EINVAL;
1506         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1507         if (err)
1508                 return err;
1509         return do_set_mempolicy(mode, flags, &nodes);
1510 }
1511
1512 SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1513                 unsigned long, maxnode)
1514 {
1515         return kernel_set_mempolicy(mode, nmask, maxnode);
1516 }
1517
1518 static int kernel_migrate_pages(pid_t pid, unsigned long maxnode,
1519                                 const unsigned long __user *old_nodes,
1520                                 const unsigned long __user *new_nodes)
1521 {
1522         struct mm_struct *mm = NULL;
1523         struct task_struct *task;
1524         nodemask_t task_nodes;
1525         int err;
1526         nodemask_t *old;
1527         nodemask_t *new;
1528         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1529
1530         if (!scratch)
1531                 return -ENOMEM;
1532
1533         old = &scratch->mask1;
1534         new = &scratch->mask2;
1535
1536         err = get_nodes(old, old_nodes, maxnode);
1537         if (err)
1538                 goto out;
1539
1540         err = get_nodes(new, new_nodes, maxnode);
1541         if (err)
1542                 goto out;
1543
1544         /* Find the mm_struct */
1545         rcu_read_lock();
1546         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1547         if (!task) {
1548                 rcu_read_unlock();
1549                 err = -ESRCH;
1550                 goto out;
1551         }
1552         get_task_struct(task);
1553
1554         err = -EINVAL;
1555
1556         /*
1557          * Check if this process has the right to modify the specified process.
1558          * Use the regular "ptrace_may_access()" checks.
1559          */
1560         if (!ptrace_may_access(task, PTRACE_MODE_READ_REALCREDS)) {
1561                 rcu_read_unlock();
1562                 err = -EPERM;
1563                 goto out_put;
1564         }
1565         rcu_read_unlock();
1566
1567         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1568         /* Is the user allowed to access the target nodes? */
1569         if (!nodes_subset(*new, task_nodes) && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1570                 err = -EPERM;
1571                 goto out_put;
1572         }
1573
1574         task_nodes = cpuset_mems_allowed(current);
1575         nodes_and(*new, *new, task_nodes);
1576         if (nodes_empty(*new))
1577                 goto out_put;
1578
1579         err = security_task_movememory(task);
1580         if (err)
1581                 goto out_put;
1582
1583         mm = get_task_mm(task);
1584         put_task_struct(task);
1585
1586         if (!mm) {
1587                 err = -EINVAL;
1588                 goto out;
1589         }
1590
1591         err = do_migrate_pages(mm, old, new,
1592                 capable(CAP_SYS_NICE) ? MPOL_MF_MOVE_ALL : MPOL_MF_MOVE);
1593
1594         mmput(mm);
1595 out:
1596         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1597
1598         return err;
1599
1600 out_put:
1601         put_task_struct(task);
1602         goto out;
1603
1604 }
1605
1606 SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, pid_t, pid, unsigned long, maxnode,
1607                 const unsigned long __user *, old_nodes,
1608                 const unsigned long __user *, new_nodes)
1609 {
1610         return kernel_migrate_pages(pid, maxnode, old_nodes, new_nodes);
1611 }
1612
1613
1614 /* Retrieve NUMA policy */
1615 static int kernel_get_mempolicy(int __user *policy,
1616                                 unsigned long __user *nmask,
1617                                 unsigned long maxnode,
1618                                 unsigned long addr,
1619                                 unsigned long flags)
1620 {
1621         int err;
1622         int pval;
1623         nodemask_t nodes;
1624
1625         if (nmask != NULL && maxnode < nr_node_ids)
1626                 return -EINVAL;
1627
1628         addr = untagged_addr(addr);
1629
1630         err = do_get_mempolicy(&pval, &nodes, addr, flags);
1631
1632         if (err)
1633                 return err;
1634
1635         if (policy && put_user(pval, policy))
1636                 return -EFAULT;
1637
1638         if (nmask)
1639                 err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, &nodes);
1640
1641         return err;
1642 }
1643
1644 SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1645                 unsigned long __user *, nmask, unsigned long, maxnode,
1646                 unsigned long, addr, unsigned long, flags)
1647 {
1648         return kernel_get_mempolicy(policy, nmask, maxnode, addr, flags);
1649 }
1650
1651 #ifdef CONFIG_COMPAT
1652
1653 COMPAT_SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1654                        compat_ulong_t __user *, nmask,
1655                        compat_ulong_t, maxnode,
1656                        compat_ulong_t, addr, compat_ulong_t, flags)
1657 {
1658         long err;
1659         unsigned long __user *nm = NULL;
1660         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1661         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1662
1663         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, nr_node_ids);
1664         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1665
1666         if (nmask)
1667                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1668
1669         err = kernel_get_mempolicy(policy, nm, nr_bits+1, addr, flags);
1670
1671         if (!err && nmask) {
1672                 unsigned long copy_size;
1673                 copy_size = min_t(unsigned long, sizeof(bm), alloc_size);
1674                 err = copy_from_user(bm, nm, copy_size);
1675                 /* ensure entire bitmap is zeroed */
1676                 err |= clear_user(nmask, ALIGN(maxnode-1, 8) / 8);
1677                 err |= compat_put_bitmap(nmask, bm, nr_bits);
1678         }
1679
1680         return err;
1681 }
1682
1683 COMPAT_SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, compat_ulong_t __user *, nmask,
1684                        compat_ulong_t, maxnode)
1685 {
1686         unsigned long __user *nm = NULL;
1687         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1688         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1689
1690         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1691         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1692
1693         if (nmask) {
1694                 if (compat_get_bitmap(bm, nmask, nr_bits))
1695                         return -EFAULT;
1696                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1697                 if (copy_to_user(nm, bm, alloc_size))
1698                         return -EFAULT;
1699         }
1700
1701         return kernel_set_mempolicy(mode, nm, nr_bits+1);
1702 }
1703
1704 COMPAT_SYSCALL_DEFINE6(mbind, compat_ulong_t, start, compat_ulong_t, len,
1705                        compat_ulong_t, mode, compat_ulong_t __user *, nmask,
1706                        compat_ulong_t, maxnode, compat_ulong_t, flags)
1707 {
1708         unsigned long __user *nm = NULL;
1709         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1710         nodemask_t bm;
1711
1712         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1713         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1714
1715         if (nmask) {
1716                 if (compat_get_bitmap(nodes_addr(bm), nmask, nr_bits))
1717                         return -EFAULT;
1718                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1719                 if (copy_to_user(nm, nodes_addr(bm), alloc_size))
1720                         return -EFAULT;
1721         }
1722
1723         return kernel_mbind(start, len, mode, nm, nr_bits+1, flags);
1724 }
1725
1726 COMPAT_SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, compat_pid_t, pid,
1727                        compat_ulong_t, maxnode,
1728                        const compat_ulong_t __user *, old_nodes,
1729                        const compat_ulong_t __user *, new_nodes)
1730 {
1731         unsigned long __user *old = NULL;
1732         unsigned long __user *new = NULL;
1733         nodemask_t tmp_mask;
1734         unsigned long nr_bits;
1735         unsigned long size;
1736
1737         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode - 1, MAX_NUMNODES);
1738         size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1739         if (old_nodes) {
1740                 if (compat_get_bitmap(nodes_addr(tmp_mask), old_nodes, nr_bits))
1741                         return -EFAULT;
1742                 old = compat_alloc_user_space(new_nodes ? size * 2 : size);
1743                 if (new_nodes)
1744                         new = old + size / sizeof(unsigned long);
1745                 if (copy_to_user(old, nodes_addr(tmp_mask), size))
1746                         return -EFAULT;
1747         }
1748         if (new_nodes) {
1749                 if (compat_get_bitmap(nodes_addr(tmp_mask), new_nodes, nr_bits))
1750                         return -EFAULT;
1751                 if (new == NULL)
1752                         new = compat_alloc_user_space(size);
1753                 if (copy_to_user(new, nodes_addr(tmp_mask), size))
1754                         return -EFAULT;
1755         }
1756         return kernel_migrate_pages(pid, nr_bits + 1, old, new);
1757 }
1758
1759 #endif /* CONFIG_COMPAT */
1760
1761 bool vma_migratable(struct vm_area_struct *vma)
1762 {
1763         if (vma->vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP))
1764                 return false;
1765
1766         /*
1767          * DAX device mappings require predictable access latency, so avoid
1768          * incurring periodic faults.
1769          */
1770         if (vma_is_dax(vma))
1771                 return false;
1772
1773         if (is_vm_hugetlb_page(vma) &&
1774                 !hugepage_migration_supported(hstate_vma(vma)))
1775                 return false;
1776
1777         /*
1778          * Migration allocates pages in the highest zone. If we cannot
1779          * do so then migration (at least from node to node) is not
1780          * possible.
1781          */
1782         if (vma->vm_file &&
1783                 gfp_zone(mapping_gfp_mask(vma->vm_file->f_mapping))
1784                         < policy_zone)
1785                 return false;
1786         return true;
1787 }
1788
1789 struct mempolicy *__get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1790                                                 unsigned long addr)
1791 {
1792         struct mempolicy *pol = NULL;
1793
1794         if (vma) {
1795                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1796                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
1797                 } else if (vma->vm_policy) {
1798                         pol = vma->vm_policy;
1799
1800                         /*
1801                          * shmem_alloc_page() passes MPOL_F_SHARED policy with
1802                          * a pseudo vma whose vma->vm_ops=NULL. Take a reference
1803                          * count on these policies which will be dropped by
1804                          * mpol_cond_put() later
1805                          */
1806                         if (mpol_needs_cond_ref(pol))
1807                                 mpol_get(pol);
1808                 }
1809         }
1810
1811         return pol;
1812 }
1813
1814 /*
1815  * get_vma_policy(@vma, @addr)
1816  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
1817  * @addr: address in @vma for shared policy lookup
1818  *
1819  * Returns effective policy for a VMA at specified address.
1820  * Falls back to current->mempolicy or system default policy, as necessary.
1821  * Shared policies [those marked as MPOL_F_SHARED] require an extra reference
1822  * count--added by the get_policy() vm_op, as appropriate--to protect against
1823  * freeing by another task.  It is the caller's responsibility to free the
1824  * extra reference for shared policies.
1825  */
1826 static struct mempolicy *get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1827                                                 unsigned long addr)
1828 {
1829         struct mempolicy *pol = __get_vma_policy(vma, addr);
1830
1831         if (!pol)
1832                 pol = get_task_policy(current);
1833
1834         return pol;
1835 }
1836
1837 bool vma_policy_mof(struct vm_area_struct *vma)
1838 {
1839         struct mempolicy *pol;
1840
1841         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1842                 bool ret = false;
1843
1844                 pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, vma->vm_start);
1845                 if (pol && (pol->flags & MPOL_F_MOF))
1846                         ret = true;
1847                 mpol_cond_put(pol);
1848
1849                 return ret;
1850         }
1851
1852         pol = vma->vm_policy;
1853         if (!pol)
1854                 pol = get_task_policy(current);
1855
1856         return pol->flags & MPOL_F_MOF;
1857 }
1858
1859 static int apply_policy_zone(struct mempolicy *policy, enum zone_type zone)
1860 {
1861         enum zone_type dynamic_policy_zone = policy_zone;
1862
1863         BUG_ON(dynamic_policy_zone == ZONE_MOVABLE);
1864
1865         /*
1866          * if policy->v.nodes has movable memory only,
1867          * we apply policy when gfp_zone(gfp) = ZONE_MOVABLE only.
1868          *
1869          * policy->v.nodes is intersect with node_states[N_MEMORY].
1870          * so if the following test fails, it implies
1871          * policy->v.nodes has movable memory only.
1872          */
1873         if (!nodes_intersects(policy->v.nodes, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
1874                 dynamic_policy_zone = ZONE_MOVABLE;
1875
1876         return zone >= dynamic_policy_zone;
1877 }
1878
1879 /*
1880  * Return a nodemask representing a mempolicy for filtering nodes for
1881  * page allocation
1882  */
1883 nodemask_t *policy_nodemask(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1884 {
1885         /* Lower zones don't get a nodemask applied for MPOL_BIND */
1886         if (unlikely(policy->mode == MPOL_BIND) &&
1887                         apply_policy_zone(policy, gfp_zone(gfp)) &&
1888                         cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(&policy->v.nodes))
1889                 return &policy->v.nodes;
1890
1891         return NULL;
1892 }
1893
1894 /* Return the node id preferred by the given mempolicy, or the given id */
1895 static int policy_node(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy, int nd)
1896 {
1897         if (policy->mode == MPOL_PREFERRED && !(policy->flags & MPOL_F_LOCAL))
1898                 nd = policy->v.preferred_node;
1899         else {
1900                 /*
1901                  * __GFP_THISNODE shouldn't even be used with the bind policy
1902                  * because we might easily break the expectation to stay on the
1903                  * requested node and not break the policy.
1904                  */
1905                 WARN_ON_ONCE(policy->mode == MPOL_BIND && (gfp & __GFP_THISNODE));
1906         }
1907
1908         return nd;
1909 }
1910
1911 /* Do dynamic interleaving for a process */
1912 static unsigned interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
1913 {
1914         unsigned next;
1915         struct task_struct *me = current;
1916
1917         next = next_node_in(me->il_prev, policy->v.nodes);
1918         if (next < MAX_NUMNODES)
1919                 me->il_prev = next;
1920         return next;
1921 }
1922
1923 /*
1924  * Depending on the memory policy provide a node from which to allocate the
1925  * next slab entry.
1926  */
1927 unsigned int mempolicy_slab_node(void)
1928 {
1929         struct mempolicy *policy;
1930         int node = numa_mem_id();
1931
1932         if (in_interrupt())
1933                 return node;
1934
1935         policy = current->mempolicy;
1936         if (!policy || policy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1937                 return node;
1938
1939         switch (policy->mode) {
1940         case MPOL_PREFERRED:
1941                 /*
1942                  * handled MPOL_F_LOCAL above
1943                  */
1944                 return policy->v.preferred_node;
1945
1946         case MPOL_INTERLEAVE:
1947                 return interleave_nodes(policy);
1948
1949         case MPOL_BIND: {
1950                 struct zoneref *z;
1951
1952                 /*
1953                  * Follow bind policy behavior and start allocation at the
1954                  * first node.
1955                  */
1956                 struct zonelist *zonelist;
1957                 enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(GFP_KERNEL);
1958                 zonelist = &NODE_DATA(node)->node_zonelists[ZONELIST_FALLBACK];
1959                 z = first_zones_zonelist(zonelist, highest_zoneidx,
1960                                                         &policy->v.nodes);
1961                 return z->zone ? zone_to_nid(z->zone) : node;
1962         }
1963
1964         default:
1965                 BUG();
1966         }
1967 }
1968
1969 /*
1970  * Do static interleaving for a VMA with known offset @n.  Returns the n'th
1971  * node in pol->v.nodes (starting from n=0), wrapping around if n exceeds the
1972  * number of present nodes.
1973  */
1974 static unsigned offset_il_node(struct mempolicy *pol, unsigned long n)
1975 {
1976         unsigned nnodes = nodes_weight(pol->v.nodes);
1977         unsigned target;
1978         int i;
1979         int nid;
1980
1981         if (!nnodes)
1982                 return numa_node_id();
1983         target = (unsigned int)n % nnodes;
1984         nid = first_node(pol->v.nodes);
1985         for (i = 0; i < target; i++)
1986                 nid = next_node(nid, pol->v.nodes);
1987         return nid;
1988 }
1989
1990 /* Determine a node number for interleave */
1991 static inline unsigned interleave_nid(struct mempolicy *pol,
1992                  struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, int shift)
1993 {
1994         if (vma) {
1995                 unsigned long off;
1996
1997                 /*
1998                  * for small pages, there is no difference between
1999                  * shift and PAGE_SHIFT, so the bit-shift is safe.
2000                  * for huge pages, since vm_pgoff is in units of small
2001                  * pages, we need to shift off the always 0 bits to get
2002                  * a useful offset.
2003                  */
2004                 BUG_ON(shift < PAGE_SHIFT);
2005                 off = vma->vm_pgoff >> (shift - PAGE_SHIFT);
2006                 off += (addr - vma->vm_start) >> shift;
2007                 return offset_il_node(pol, off);
2008         } else
2009                 return interleave_nodes(pol);
2010 }
2011
2012 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
2013 /*
2014  * huge_node(@vma, @addr, @gfp_flags, @mpol)
2015  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
2016  * @addr: address in @vma for shared policy lookup and interleave policy
2017  * @gfp_flags: for requested zone
2018  * @mpol: pointer to mempolicy pointer for reference counted mempolicy
2019  * @nodemask: pointer to nodemask pointer for MPOL_BIND nodemask
2020  *
2021  * Returns a nid suitable for a huge page allocation and a pointer
2022  * to the struct mempolicy for conditional unref after allocation.
2023  * If the effective policy is 'BIND, returns a pointer to the mempolicy's
2024  * @nodemask for filtering the zonelist.
2025  *
2026  * Must be protected by read_mems_allowed_begin()
2027  */
2028 int huge_node(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, gfp_t gfp_flags,
2029                                 struct mempolicy **mpol, nodemask_t **nodemask)
2030 {
2031         int nid;
2032
2033         *mpol = get_vma_policy(vma, addr);
2034         *nodemask = NULL;       /* assume !MPOL_BIND */
2035
2036         if (unlikely((*mpol)->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
2037                 nid = interleave_nid(*mpol, vma, addr,
2038                                         huge_page_shift(hstate_vma(vma)));
2039         } else {
2040                 nid = policy_node(gfp_flags, *mpol, numa_node_id());
2041                 if ((*mpol)->mode == MPOL_BIND)
2042                         *nodemask = &(*mpol)->v.nodes;
2043         }
2044         return nid;
2045 }
2046
2047 /*
2048  * init_nodemask_of_mempolicy
2049  *
2050  * If the current task's mempolicy is "default" [NULL], return 'false'
2051  * to indicate default policy.  Otherwise, extract the policy nodemask
2052  * for 'bind' or 'interleave' policy into the argument nodemask, or
2053  * initialize the argument nodemask to contain the single node for
2054  * 'preferred' or 'local' policy and return 'true' to indicate presence
2055  * of non-default mempolicy.
2056  *
2057  * We don't bother with reference counting the mempolicy [mpol_get/put]
2058  * because the current task is examining it's own mempolicy and a task's
2059  * mempolicy is only ever changed by the task itself.
2060  *
2061  * N.B., it is the caller's responsibility to free a returned nodemask.
2062  */
2063 bool init_nodemask_of_mempolicy(nodemask_t *mask)
2064 {
2065         struct mempolicy *mempolicy;
2066         int nid;
2067
2068         if (!(mask && current->mempolicy))
2069                 return false;
2070
2071         task_lock(current);
2072         mempolicy = current->mempolicy;
2073         switch (mempolicy->mode) {
2074         case MPOL_PREFERRED:
2075                 if (mempolicy->flags & MPOL_F_LOCAL)
2076                         nid = numa_node_id();
2077                 else
2078                         nid = mempolicy->v.preferred_node;
2079                 init_nodemask_of_node(mask, nid);
2080                 break;
2081
2082         case MPOL_BIND:
2083         case MPOL_INTERLEAVE:
2084                 *mask =  mempolicy->v.nodes;
2085                 break;
2086
2087         default:
2088                 BUG();
2089         }
2090         task_unlock(current);
2091
2092         return true;
2093 }
2094 #endif
2095
2096 /*
2097  * mempolicy_nodemask_intersects
2098  *
2099  * If tsk's mempolicy is "default" [NULL], return 'true' to indicate default
2100  * policy.  Otherwise, check for intersection between mask and the policy
2101  * nodemask for 'bind' or 'interleave' policy.  For 'preferred' or 'local'
2102  * policy, always return true since it may allocate elsewhere on fallback.
2103  *
2104  * Takes task_lock(tsk) to prevent freeing of its mempolicy.
2105  */
2106 bool mempolicy_nodemask_intersects(struct task_struct *tsk,
2107                                         const nodemask_t *mask)
2108 {
2109         struct mempolicy *mempolicy;
2110         bool ret = true;
2111
2112         if (!mask)
2113                 return ret;
2114         task_lock(tsk);
2115         mempolicy = tsk->mempolicy;
2116         if (!mempolicy)
2117                 goto out;
2118
2119         switch (mempolicy->mode) {
2120         case MPOL_PREFERRED:
2121                 /*
2122                  * MPOL_PREFERRED and MPOL_F_LOCAL are only preferred nodes to
2123                  * allocate from, they may fallback to other nodes when oom.
2124                  * Thus, it's possible for tsk to have allocated memory from
2125                  * nodes in mask.
2126                  */
2127                 break;
2128         case MPOL_BIND:
2129         case MPOL_INTERLEAVE:
2130                 ret = nodes_intersects(mempolicy->v.nodes, *mask);
2131                 break;
2132         default:
2133                 BUG();
2134         }
2135 out:
2136         task_unlock(tsk);
2137         return ret;
2138 }
2139
2140 /* Allocate a page in interleaved policy.
2141    Own path because it needs to do special accounting. */
2142 static struct page *alloc_page_interleave(gfp_t gfp, unsigned order,
2143                                         unsigned nid)
2144 {
2145         struct page *page;
2146
2147         page = __alloc_pages(gfp, order, nid, NULL);
2148         /* skip NUMA_INTERLEAVE_HIT counter update if numa stats is disabled */
2149         if (!static_branch_likely(&vm_numa_stat_key))
2150                 return page;
2151         if (page && page_to_nid(page) == nid) {
2152                 preempt_disable();
2153                 __inc_numa_state(page_zone(page), NUMA_INTERLEAVE_HIT);
2154                 preempt_enable();
2155         }
2156         return page;
2157 }
2158
2159 /**
2160  * alloc_pages_vma - Allocate a page for a VMA.
2161  * @gfp: GFP flags.
2162  * @order: Order of the GFP allocation.
2163  * @vma: Pointer to VMA or NULL if not available.
2164  * @addr: Virtual address of the allocation.  Must be inside @vma.
2165  * @node: Which node to prefer for allocation (modulo policy).
2166  * @hugepage: For hugepages try only the preferred node if possible.
2167  *
2168  * Allocate a page for a specific address in @vma, using the appropriate
2169  * NUMA policy.  When @vma is not NULL the caller must hold the mmap_lock
2170  * of the mm_struct of the VMA to prevent it from going away.  Should be
2171  * used for all allocations for pages that will be mapped into user space.
2172  *
2173  * Return: The page on success or NULL if allocation fails.
2174  */
2175 struct page *alloc_pages_vma(gfp_t gfp, int order, struct vm_area_struct *vma,
2176                 unsigned long addr, int node, bool hugepage)
2177 {
2178         struct mempolicy *pol;
2179         struct page *page;
2180         int preferred_nid;
2181         nodemask_t *nmask;
2182
2183         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2184
2185         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
2186                 unsigned nid;
2187
2188                 nid = interleave_nid(pol, vma, addr, PAGE_SHIFT + order);
2189                 mpol_cond_put(pol);
2190                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, nid);
2191                 goto out;
2192         }
2193
2194         if (unlikely(IS_ENABLED(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) && hugepage)) {
2195                 int hpage_node = node;
2196
2197                 /*
2198                  * For hugepage allocation and non-interleave policy which
2199                  * allows the current node (or other explicitly preferred
2200                  * node) we only try to allocate from the current/preferred
2201                  * node and don't fall back to other nodes, as the cost of
2202                  * remote accesses would likely offset THP benefits.
2203                  *
2204                  * If the policy is interleave, or does not allow the current
2205                  * node in its nodemask, we allocate the standard way.
2206                  */
2207                 if (pol->mode == MPOL_PREFERRED && !(pol->flags & MPOL_F_LOCAL))
2208                         hpage_node = pol->v.preferred_node;
2209
2210                 nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2211                 if (!nmask || node_isset(hpage_node, *nmask)) {
2212                         mpol_cond_put(pol);
2213                         /*
2214                          * First, try to allocate THP only on local node, but
2215                          * don't reclaim unnecessarily, just compact.
2216                          */
2217                         page = __alloc_pages_node(hpage_node,
2218                                 gfp | __GFP_THISNODE | __GFP_NORETRY, order);
2219
2220                         /*
2221                          * If hugepage allocations are configured to always
2222                          * synchronous compact or the vma has been madvised
2223                          * to prefer hugepage backing, retry allowing remote
2224                          * memory with both reclaim and compact as well.
2225                          */
2226                         if (!page && (gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM))
2227                                 page = __alloc_pages_node(hpage_node,
2228                                                                 gfp, order);
2229
2230                         goto out;
2231                 }
2232         }
2233
2234         nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2235         preferred_nid = policy_node(gfp, pol, node);
2236         page = __alloc_pages(gfp, order, preferred_nid, nmask);
2237         mpol_cond_put(pol);
2238 out:
2239         return page;
2240 }
2241 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_vma);
2242
2243 /**
2244  * alloc_pages - Allocate pages.
2245  * @gfp: GFP flags.
2246  * @order: Power of two of number of pages to allocate.
2247  *
2248  * Allocate 1 << @order contiguous pages.  The physical address of the
2249  * first page is naturally aligned (eg an order-3 allocation will be aligned
2250  * to a multiple of 8 * PAGE_SIZE bytes).  The NUMA policy of the current
2251  * process is honoured when in process context.
2252  *
2253  * Context: Can be called from any context, providing the appropriate GFP
2254  * flags are used.
2255  * Return: The page on success or NULL if allocation fails.
2256  */
2257 struct page *alloc_pages(gfp_t gfp, unsigned order)
2258 {
2259         struct mempolicy *pol = &default_policy;
2260         struct page *page;
2261
2262         if (!in_interrupt() && !(gfp & __GFP_THISNODE))
2263                 pol = get_task_policy(current);
2264
2265         /*
2266          * No reference counting needed for current->mempolicy
2267          * nor system default_policy
2268          */
2269         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
2270                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, interleave_nodes(pol));
2271         else
2272                 page = __alloc_pages(gfp, order,
2273                                 policy_node(gfp, pol, numa_node_id()),
2274                                 policy_nodemask(gfp, pol));
2275
2276         return page;
2277 }
2278 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages);
2279
2280 int vma_dup_policy(struct vm_area_struct *src, struct vm_area_struct *dst)
2281 {
2282         struct mempolicy *pol = mpol_dup(vma_policy(src));
2283
2284         if (IS_ERR(pol))
2285                 return PTR_ERR(pol);
2286         dst->vm_policy = pol;
2287         return 0;
2288 }
2289
2290 /*
2291  * If mpol_dup() sees current->cpuset == cpuset_being_rebound, then it
2292  * rebinds the mempolicy its copying by calling mpol_rebind_policy()
2293  * with the mems_allowed returned by cpuset_mems_allowed().  This
2294  * keeps mempolicies cpuset relative after its cpuset moves.  See
2295  * further kernel/cpuset.c update_nodemask().
2296  *
2297  * current's mempolicy may be rebinded by the other task(the task that changes
2298  * cpuset's mems), so we needn't do rebind work for current task.
2299  */
2300
2301 /* Slow path of a mempolicy duplicate */
2302 struct mempolicy *__mpol_dup(struct mempolicy *old)
2303 {
2304         struct mempolicy *new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2305
2306         if (!new)
2307                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2308
2309         /* task's mempolicy is protected by alloc_lock */
2310         if (old == current->mempolicy) {
2311                 task_lock(current);
2312                 *new = *old;
2313                 task_unlock(current);
2314         } else
2315                 *new = *old;
2316
2317         if (current_cpuset_is_being_rebound()) {
2318                 nodemask_t mems = cpuset_mems_allowed(current);
2319                 mpol_rebind_policy(new, &mems);
2320         }
2321         atomic_set(&new->refcnt, 1);
2322         return new;
2323 }
2324
2325 /* Slow path of a mempolicy comparison */
2326 bool __mpol_equal(struct mempolicy *a, struct mempolicy *b)
2327 {
2328         if (!a || !b)
2329                 return false;
2330         if (a->mode != b->mode)
2331                 return false;
2332         if (a->flags != b->flags)
2333                 return false;
2334         if (mpol_store_user_nodemask(a))
2335                 if (!nodes_equal(a->w.user_nodemask, b->w.user_nodemask))
2336                         return false;
2337
2338         switch (a->mode) {
2339         case MPOL_BIND:
2340         case MPOL_INTERLEAVE:
2341                 return !!nodes_equal(a->v.nodes, b->v.nodes);
2342         case MPOL_PREFERRED:
2343                 /* a's ->flags is the same as b's */
2344                 if (a->flags & MPOL_F_LOCAL)
2345                         return true;
2346                 return a->v.preferred_node == b->v.preferred_node;
2347         default:
2348                 BUG();
2349                 return false;
2350         }
2351 }
2352
2353 /*
2354  * Shared memory backing store policy support.
2355  *
2356  * Remember policies even when nobody has shared memory mapped.
2357  * The policies are kept in Red-Black tree linked from the inode.
2358  * They are protected by the sp->lock rwlock, which should be held
2359  * for any accesses to the tree.
2360  */
2361
2362 /*
2363  * lookup first element intersecting start-end.  Caller holds sp->lock for
2364  * reading or for writing
2365  */
2366 static struct sp_node *
2367 sp_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long start, unsigned long end)
2368 {
2369         struct rb_node *n = sp->root.rb_node;
2370
2371         while (n) {
2372                 struct sp_node *p = rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2373
2374                 if (start >= p->end)
2375                         n = n->rb_right;
2376                 else if (end <= p->start)
2377                         n = n->rb_left;
2378                 else
2379                         break;
2380         }
2381         if (!n)
2382                 return NULL;
2383         for (;;) {
2384                 struct sp_node *w = NULL;
2385                 struct rb_node *prev = rb_prev(n);
2386                 if (!prev)
2387                         break;
2388                 w = rb_entry(prev, struct sp_node, nd);
2389                 if (w->end <= start)
2390                         break;
2391                 n = prev;
2392         }
2393         return rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2394 }
2395
2396 /*
2397  * Insert a new shared policy into the list.  Caller holds sp->lock for
2398  * writing.
2399  */
2400 static void sp_insert(struct shared_policy *sp, struct sp_node *new)
2401 {
2402         struct rb_node **p = &sp->root.rb_node;
2403         struct rb_node *parent = NULL;
2404         struct sp_node *nd;
2405
2406         while (*p) {
2407                 parent = *p;
2408                 nd = rb_entry(parent, struct sp_node, nd);
2409                 if (new->start < nd->start)
2410                         p = &(*p)->rb_left;
2411                 else if (new->end > nd->end)
2412                         p = &(*p)->rb_right;
2413                 else
2414                         BUG();
2415         }
2416         rb_link_node(&new->nd, parent, p);
2417         rb_insert_color(&new->nd, &sp->root);
2418         pr_debug("inserting %lx-%lx: %d\n", new->start, new->end,
2419                  new->policy ? new->policy->mode : 0);
2420 }
2421
2422 /* Find shared policy intersecting idx */
2423 struct mempolicy *
2424 mpol_shared_policy_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long idx)
2425 {
2426         struct mempolicy *pol = NULL;
2427         struct sp_node *sn;
2428
2429         if (!sp->root.rb_node)
2430                 return NULL;
2431         read_lock(&sp->lock);
2432         sn = sp_lookup(sp, idx, idx+1);
2433         if (sn) {
2434                 mpol_get(sn->policy);
2435                 pol = sn->policy;
2436         }
2437         read_unlock(&sp->lock);
2438         return pol;
2439 }
2440
2441 static void sp_free(struct sp_node *n)
2442 {
2443         mpol_put(n->policy);
2444         kmem_cache_free(sn_cache, n);
2445 }
2446
2447 /**
2448  * mpol_misplaced - check whether current page node is valid in policy
2449  *
2450  * @page: page to be checked
2451  * @vma: vm area where page mapped
2452  * @addr: virtual address where page mapped
2453  *
2454  * Lookup current policy node id for vma,addr and "compare to" page's
2455  * node id.  Policy determination "mimics" alloc_page_vma().
2456  * Called from fault path where we know the vma and faulting address.
2457  *
2458  * Return: -1 if the page is in a node that is valid for this policy, or a
2459  * suitable node ID to allocate a replacement page from.
2460  */
2461 int mpol_misplaced(struct page *page, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
2462 {
2463         struct mempolicy *pol;
2464         struct zoneref *z;
2465         int curnid = page_to_nid(page);
2466         unsigned long pgoff;
2467         int thiscpu = raw_smp_processor_id();
2468         int thisnid = cpu_to_node(thiscpu);
2469         int polnid = NUMA_NO_NODE;
2470         int ret = -1;
2471
2472         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2473         if (!(pol->flags & MPOL_F_MOF))
2474                 goto out;
2475
2476         switch (pol->mode) {
2477         case MPOL_INTERLEAVE:
2478                 pgoff = vma->vm_pgoff;
2479                 pgoff += (addr - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2480                 polnid = offset_il_node(pol, pgoff);
2481                 break;
2482
2483         case MPOL_PREFERRED:
2484                 if (pol->flags & MPOL_F_LOCAL)
2485                         polnid = numa_node_id();
2486                 else
2487                         polnid = pol->v.preferred_node;
2488                 break;
2489
2490         case MPOL_BIND:
2491                 /* Optimize placement among multiple nodes via NUMA balancing */
2492                 if (pol->flags & MPOL_F_MORON) {
2493                         if (node_isset(thisnid, pol->v.nodes))
2494                                 break;
2495                         goto out;
2496                 }
2497
2498                 /*
2499                  * allows binding to multiple nodes.
2500                  * use current page if in policy nodemask,
2501                  * else select nearest allowed node, if any.
2502                  * If no allowed nodes, use current [!misplaced].
2503                  */
2504                 if (node_isset(curnid, pol->v.nodes))
2505                         goto out;
2506                 z = first_zones_zonelist(
2507                                 node_zonelist(numa_node_id(), GFP_HIGHUSER),
2508                                 gfp_zone(GFP_HIGHUSER),
2509                                 &pol->v.nodes);
2510                 polnid = zone_to_nid(z->zone);
2511                 break;
2512
2513         default:
2514                 BUG();
2515         }
2516
2517         /* Migrate the page towards the node whose CPU is referencing it */
2518         if (pol->flags & MPOL_F_MORON) {
2519                 polnid = thisnid;
2520
2521                 if (!should_numa_migrate_memory(current, page, curnid, thiscpu))
2522                         goto out;
2523         }
2524
2525         if (curnid != polnid)
2526                 ret = polnid;
2527 out:
2528         mpol_cond_put(pol);
2529
2530         return ret;
2531 }
2532
2533 /*
2534  * Drop the (possibly final) reference to task->mempolicy.  It needs to be
2535  * dropped after task->mempolicy is set to NULL so that any allocation done as
2536  * part of its kmem_cache_free(), such as by KASAN, doesn't reference a freed
2537  * policy.
2538  */
2539 void mpol_put_task_policy(struct task_struct *task)
2540 {
2541         struct mempolicy *pol;
2542
2543         task_lock(task);
2544         pol = task->mempolicy;
2545         task->mempolicy = NULL;
2546         task_unlock(task);
2547         mpol_put(pol);
2548 }
2549
2550 static void sp_delete(struct shared_policy *sp, struct sp_node *n)
2551 {
2552         pr_debug("deleting %lx-l%lx\n", n->start, n->end);
2553         rb_erase(&n->nd, &sp->root);
2554         sp_free(n);
2555 }
2556
2557 static void sp_node_init(struct sp_node *node, unsigned long start,
2558                         unsigned long end, struct mempolicy *pol)
2559 {
2560         node->start = start;
2561         node->end = end;
2562         node->policy = pol;
2563 }
2564
2565 static struct sp_node *sp_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
2566                                 struct mempolicy *pol)
2567 {
2568         struct sp_node *n;
2569         struct mempolicy *newpol;
2570
2571         n = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2572         if (!n)
2573                 return NULL;
2574
2575         newpol = mpol_dup(pol);
2576         if (IS_ERR(newpol)) {
2577                 kmem_cache_free(sn_cache, n);
2578                 return NULL;
2579         }
2580         newpol->flags |= MPOL_F_SHARED;
2581         sp_node_init(n, start, end, newpol);
2582
2583         return n;
2584 }
2585
2586 /* Replace a policy range. */
2587 static int shared_policy_replace(struct shared_policy *sp, unsigned long start,
2588                                  unsigned long end, struct sp_node *new)
2589 {
2590         struct sp_node *n;
2591         struct sp_node *n_new = NULL;
2592         struct mempolicy *mpol_new = NULL;
2593         int ret = 0;
2594
2595 restart:
2596         write_lock(&sp->lock);
2597         n = sp_lookup(sp, start, end);
2598         /* Take care of old policies in the same range. */
2599         while (n && n->start < end) {
2600                 struct rb_node *next = rb_next(&n->nd);
2601                 if (n->start >= start) {
2602                         if (n->end <= end)
2603                                 sp_delete(sp, n);
2604                         else
2605                                 n->start = end;
2606                 } else {
2607                         /* Old policy spanning whole new range. */
2608                         if (n->end > end) {
2609                                 if (!n_new)
2610                                         goto alloc_new;
2611
2612                                 *mpol_new = *n->policy;
2613                                 atomic_set(&mpol_new->refcnt, 1);
2614                                 sp_node_init(n_new, end, n->end, mpol_new);
2615                                 n->end = start;
2616                                 sp_insert(sp, n_new);
2617                                 n_new = NULL;
2618                                 mpol_new = NULL;
2619                                 break;
2620                         } else
2621                                 n->end = start;
2622                 }
2623                 if (!next)
2624                         break;
2625                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2626         }
2627         if (new)
2628                 sp_insert(sp, new);
2629         write_unlock(&sp->lock);
2630         ret = 0;
2631
2632 err_out:
2633         if (mpol_new)
2634                 mpol_put(mpol_new);
2635         if (n_new)
2636                 kmem_cache_free(sn_cache, n_new);
2637
2638         return ret;
2639
2640 alloc_new:
2641         write_unlock(&sp->lock);
2642         ret = -ENOMEM;
2643         n_new = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2644         if (!n_new)
2645                 goto err_out;
2646         mpol_new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2647         if (!mpol_new)
2648                 goto err_out;
2649         goto restart;
2650 }
2651
2652 /**
2653  * mpol_shared_policy_init - initialize shared policy for inode
2654  * @sp: pointer to inode shared policy
2655  * @mpol:  struct mempolicy to install
2656  *
2657  * Install non-NULL @mpol in inode's shared policy rb-tree.
2658  * On entry, the current task has a reference on a non-NULL @mpol.
2659  * This must be released on exit.
2660  * This is called at get_inode() calls and we can use GFP_KERNEL.
2661  */
2662 void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *sp, struct mempolicy *mpol)
2663 {
2664         int ret;
2665
2666         sp->root = RB_ROOT;             /* empty tree == default mempolicy */
2667         rwlock_init(&sp->lock);
2668
2669         if (mpol) {
2670                 struct vm_area_struct pvma;
2671                 struct mempolicy *new;
2672                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2673
2674                 if (!scratch)
2675                         goto put_mpol;
2676                 /* contextualize the tmpfs mount point mempolicy */
2677                 new = mpol_new(mpol->mode, mpol->flags, &mpol->w.user_nodemask);
2678                 if (IS_ERR(new))
2679                         goto free_scratch; /* no valid nodemask intersection */
2680
2681                 task_lock(current);
2682                 ret = mpol_set_nodemask(new, &mpol->w.user_nodemask, scratch);
2683                 task_unlock(current);
2684                 if (ret)
2685                         goto put_new;
2686
2687                 /* Create pseudo-vma that contains just the policy */
2688                 vma_init(&pvma, NULL);
2689                 pvma.vm_end = TASK_SIZE;        /* policy covers entire file */
2690                 mpol_set_shared_policy(sp, &pvma, new); /* adds ref */
2691
2692 put_new:
2693                 mpol_put(new);                  /* drop initial ref */
2694 free_scratch:
2695                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2696 put_mpol:
2697                 mpol_put(mpol); /* drop our incoming ref on sb mpol */
2698         }
2699 }
2700
2701 int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *info,
2702                         struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *npol)
2703 {
2704         int err;
2705         struct sp_node *new = NULL;
2706         unsigned long sz = vma_pages(vma);
2707
2708         pr_debug("set_shared_policy %lx sz %lu %d %d %lx\n",
2709                  vma->vm_pgoff,
2710                  sz, npol ? npol->mode : -1,
2711                  npol ? npol->flags : -1,
2712                  npol ? nodes_addr(npol->v.nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
2713
2714         if (npol) {
2715                 new = sp_alloc(vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, npol);
2716                 if (!new)
2717                         return -ENOMEM;
2718         }
2719         err = shared_policy_replace(info, vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff+sz, new);
2720         if (err && new)
2721                 sp_free(new);
2722         return err;
2723 }
2724
2725 /* Free a backing policy store on inode delete. */
2726 void mpol_free_shared_policy(struct shared_policy *p)
2727 {
2728         struct sp_node *n;
2729         struct rb_node *next;
2730
2731         if (!p->root.rb_node)
2732                 return;
2733         write_lock(&p->lock);
2734         next = rb_first(&p->root);
2735         while (next) {
2736                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2737                 next = rb_next(&n->nd);
2738                 sp_delete(p, n);
2739         }
2740         write_unlock(&p->lock);
2741 }
2742
2743 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2744 static int __initdata numabalancing_override;
2745
2746 static void __init check_numabalancing_enable(void)
2747 {
2748         bool numabalancing_default = false;
2749
2750         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA_BALANCING_DEFAULT_ENABLED))
2751                 numabalancing_default = true;
2752
2753         /* Parsed by setup_numabalancing. override == 1 enables, -1 disables */
2754         if (numabalancing_override)
2755                 set_numabalancing_state(numabalancing_override == 1);
2756
2757         if (num_online_nodes() > 1 && !numabalancing_override) {
2758                 pr_info("%s automatic NUMA balancing. Configure with numa_balancing= or the kernel.numa_balancing sysctl\n",
2759                         numabalancing_default ? "Enabling" : "Disabling");
2760                 set_numabalancing_state(numabalancing_default);
2761         }
2762 }
2763
2764 static int __init setup_numabalancing(char *str)
2765 {
2766         int ret = 0;
2767         if (!str)
2768                 goto out;
2769
2770         if (!strcmp(str, "enable")) {
2771                 numabalancing_override = 1;
2772                 ret = 1;
2773         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2774                 numabalancing_override = -1;
2775                 ret = 1;
2776         }
2777 out:
2778         if (!ret)
2779                 pr_warn("Unable to parse numa_balancing=\n");
2780
2781         return ret;
2782 }
2783 __setup("numa_balancing=", setup_numabalancing);
2784 #else
2785 static inline void __init check_numabalancing_enable(void)
2786 {
2787 }
2788 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2789
2790 /* assumes fs == KERNEL_DS */
2791 void __init numa_policy_init(void)
2792 {
2793         nodemask_t interleave_nodes;
2794         unsigned long largest = 0;
2795         int nid, prefer = 0;
2796
2797         policy_cache = kmem_cache_create("numa_policy",
2798                                          sizeof(struct mempolicy),
2799                                          0, SLAB_PANIC, NULL);
2800
2801         sn_cache = kmem_cache_create("shared_policy_node",
2802                                      sizeof(struct sp_node),
2803                                      0, SLAB_PANIC, NULL);
2804
2805         for_each_node(nid) {
2806                 preferred_node_policy[nid] = (struct mempolicy) {
2807                         .refcnt = ATOMIC_INIT(1),
2808                         .mode = MPOL_PREFERRED,
2809                         .flags = MPOL_F_MOF | MPOL_F_MORON,
2810                         .v = { .preferred_node = nid, },
2811                 };
2812         }
2813
2814         /*
2815          * Set interleaving policy for system init. Interleaving is only
2816          * enabled across suitably sized nodes (default is >= 16MB), or
2817          * fall back to the largest node if they're all smaller.
2818          */
2819         nodes_clear(interleave_nodes);
2820         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
2821                 unsigned long total_pages = node_present_pages(nid);
2822
2823                 /* Preserve the largest node */
2824                 if (largest < total_pages) {
2825                         largest = total_pages;
2826                         prefer = nid;
2827                 }
2828
2829                 /* Interleave this node? */
2830                 if ((total_pages << PAGE_SHIFT) >= (16 << 20))
2831                         node_set(nid, interleave_nodes);
2832         }
2833
2834         /* All too small, use the largest */
2835         if (unlikely(nodes_empty(interleave_nodes)))
2836                 node_set(prefer, interleave_nodes);
2837
2838         if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, 0, &interleave_nodes))
2839                 pr_err("%s: interleaving failed\n", __func__);
2840
2841         check_numabalancing_enable();
2842 }
2843
2844 /* Reset policy of current process to default */
2845 void numa_default_policy(void)
2846 {
2847         do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, 0, NULL);
2848 }
2849
2850 /*
2851  * Parse and format mempolicy from/to strings
2852  */
2853
2854 /*
2855  * "local" is implemented internally by MPOL_PREFERRED with MPOL_F_LOCAL flag.
2856  */
2857 static const char * const policy_modes[] =
2858 {
2859         [MPOL_DEFAULT]    = "default",
2860         [MPOL_PREFERRED]  = "prefer",
2861         [MPOL_BIND]       = "bind",
2862         [MPOL_INTERLEAVE] = "interleave",
2863         [MPOL_LOCAL]      = "local",
2864 };
2865
2866
2867 #ifdef CONFIG_TMPFS
2868 /**
2869  * mpol_parse_str - parse string to mempolicy, for tmpfs mpol mount option.
2870  * @str:  string containing mempolicy to parse
2871  * @mpol:  pointer to struct mempolicy pointer, returned on success.
2872  *
2873  * Format of input:
2874  *      <mode>[=<flags>][:<nodelist>]
2875  *
2876  * On success, returns 0, else 1
2877  */
2878 int mpol_parse_str(char *str, struct mempolicy **mpol)
2879 {
2880         struct mempolicy *new = NULL;
2881         unsigned short mode_flags;
2882         nodemask_t nodes;
2883         char *nodelist = strchr(str, ':');
2884         char *flags = strchr(str, '=');
2885         int err = 1, mode;
2886
2887         if (flags)
2888                 *flags++ = '\0';        /* terminate mode string */
2889
2890         if (nodelist) {
2891                 /* NUL-terminate mode or flags string */
2892                 *nodelist++ = '\0';
2893                 if (nodelist_parse(nodelist, nodes))
2894                         goto out;
2895                 if (!nodes_subset(nodes, node_states[N_MEMORY]))
2896                         goto out;
2897         } else
2898                 nodes_clear(nodes);
2899
2900         mode = match_string(policy_modes, MPOL_MAX, str);
2901         if (mode < 0)
2902                 goto out;
2903
2904         switch (mode) {
2905         case MPOL_PREFERRED:
2906                 /*
2907                  * Insist on a nodelist of one node only, although later
2908                  * we use first_node(nodes) to grab a single node, so here
2909                  * nodelist (or nodes) cannot be empty.
2910                  */
2911                 if (nodelist) {
2912                         char *rest = nodelist;
2913                         while (isdigit(*rest))
2914                                 rest++;
2915                         if (*rest)
2916                                 goto out;
2917                         if (nodes_empty(nodes))
2918                                 goto out;
2919                 }
2920                 break;
2921         case MPOL_INTERLEAVE:
2922                 /*
2923                  * Default to online nodes with memory if no nodelist
2924                  */
2925                 if (!nodelist)
2926                         nodes = node_states[N_MEMORY];
2927                 break;
2928         case MPOL_LOCAL:
2929                 /*
2930                  * Don't allow a nodelist;  mpol_new() checks flags
2931                  */
2932                 if (nodelist)
2933                         goto out;
2934                 mode = MPOL_PREFERRED;
2935                 break;
2936         case MPOL_DEFAULT:
2937                 /*
2938                  * Insist on a empty nodelist
2939                  */
2940                 if (!nodelist)
2941                         err = 0;
2942                 goto out;
2943         case MPOL_BIND:
2944                 /*
2945                  * Insist on a nodelist
2946                  */
2947                 if (!nodelist)
2948                         goto out;
2949         }
2950
2951         mode_flags = 0;
2952         if (flags) {
2953                 /*
2954                  * Currently, we only support two mutually exclusive
2955                  * mode flags.
2956                  */
2957                 if (!strcmp(flags, "static"))
2958                         mode_flags |= MPOL_F_STATIC_NODES;
2959                 else if (!strcmp(flags, "relative"))
2960                         mode_flags |= MPOL_F_RELATIVE_NODES;
2961                 else
2962                         goto out;
2963         }
2964
2965         new = mpol_new(mode, mode_flags, &nodes);
2966         if (IS_ERR(new))
2967                 goto out;
2968
2969         /*
2970          * Save nodes for mpol_to_str() to show the tmpfs mount options
2971          * for /proc/mounts, /proc/pid/mounts and /proc/pid/mountinfo.
2972          */
2973         if (mode != MPOL_PREFERRED)
2974                 new->v.nodes = nodes;
2975         else if (nodelist)
2976                 new->v.preferred_node = first_node(nodes);
2977         else
2978                 new->flags |= MPOL_F_LOCAL;
2979
2980         /*
2981          * Save nodes for contextualization: this will be used to "clone"
2982          * the mempolicy in a specific context [cpuset] at a later time.
2983          */
2984         new->w.user_nodemask = nodes;
2985
2986         err = 0;
2987
2988 out:
2989         /* Restore string for error message */
2990         if (nodelist)
2991                 *--nodelist = ':';
2992         if (flags)
2993                 *--flags = '=';
2994         if (!err)
2995                 *mpol = new;
2996         return err;
2997 }
2998 #endif /* CONFIG_TMPFS */
2999
3000 /**
3001  * mpol_to_str - format a mempolicy structure for printing
3002  * @buffer:  to contain formatted mempolicy string
3003  * @maxlen:  length of @buffer
3004  * @pol:  pointer to mempolicy to be formatted
3005  *
3006  * Convert @pol into a string.  If @buffer is too short, truncate the string.
3007  * Recommend a @maxlen of at least 32 for the longest mode, "interleave", the
3008  * longest flag, "relative", and to display at least a few node ids.
3009  */
3010 void mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol)
3011 {
3012         char *p = buffer;
3013         nodemask_t nodes = NODE_MASK_NONE;
3014         unsigned short mode = MPOL_DEFAULT;
3015         unsigned short flags = 0;
3016
3017         if (pol && pol != &default_policy && !(pol->flags & MPOL_F_MORON)) {
3018                 mode = pol->mode;
3019                 flags = pol->flags;
3020         }
3021
3022         switch (mode) {
3023         case MPOL_DEFAULT:
3024                 break;
3025         case MPOL_PREFERRED:
3026                 if (flags & MPOL_F_LOCAL)
3027                         mode = MPOL_LOCAL;
3028                 else
3029                         node_set(pol->v.preferred_node, nodes);
3030                 break;
3031         case MPOL_BIND:
3032         case MPOL_INTERLEAVE:
3033                 nodes = pol->v.nodes;
3034                 break;
3035         default:
3036                 WARN_ON_ONCE(1);
3037                 snprintf(p, maxlen, "unknown");
3038                 return;
3039         }
3040
3041         p += snprintf(p, maxlen, "%s", policy_modes[mode]);
3042
3043         if (flags & MPOL_MODE_FLAGS) {
3044                 p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "=");
3045
3046                 /*
3047                  * Currently, the only defined flags are mutually exclusive
3048                  */
3049                 if (flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
3050                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "static");
3051                 else if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
3052                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "relative");
3053         }
3054
3055         if (!nodes_empty(nodes))
3056                 p += scnprintf(p, buffer + maxlen - p, ":%*pbl",
3057                                nodemask_pr_args(&nodes));
3058 }