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