mm/memplicy: add page allocation function for MPOL_PREFERRED_MANY policy
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / mempolicy.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  * Simple NUMA memory policy for the Linux kernel.
4  *
5  * Copyright 2003,2004 Andi Kleen, SuSE Labs.
6  * (C) Copyright 2005 Christoph Lameter, Silicon Graphics, Inc.
7  *
8  * NUMA policy allows the user to give hints in which node(s) memory should
9  * be allocated.
10  *
11  * Support four policies per VMA and per process:
12  *
13  * The VMA policy has priority over the process policy for a page fault.
14  *
15  * interleave     Allocate memory interleaved over a set of nodes,
16  *                with normal fallback if it fails.
17  *                For VMA based allocations this interleaves based on the
18  *                offset into the backing object or offset into the mapping
19  *                for anonymous memory. For process policy an process counter
20  *                is used.
21  *
22  * bind           Only allocate memory on a specific set of nodes,
23  *                no fallback.
24  *                FIXME: memory is allocated starting with the first node
25  *                to the last. It would be better if bind would truly restrict
26  *                the allocation to memory nodes instead
27  *
28  * preferred       Try a specific node first before normal fallback.
29  *                As a special case NUMA_NO_NODE here means do the allocation
30  *                on the local CPU. This is normally identical to default,
31  *                but useful to set in a VMA when you have a non default
32  *                process policy.
33  *
34  * preferred many Try a set of nodes first before normal fallback. This is
35  *                similar to preferred without the special case.
36  *
37  * default        Allocate on the local node first, or when on a VMA
38  *                use the process policy. This is what Linux always did
39  *                in a NUMA aware kernel and still does by, ahem, default.
40  *
41  * The process policy is applied for most non interrupt memory allocations
42  * in that process' context. Interrupts ignore the policies and always
43  * try to allocate on the local CPU. The VMA policy is only applied for memory
44  * allocations for a VMA in the VM.
45  *
46  * Currently there are a few corner cases in swapping where the policy
47  * is not applied, but the majority should be handled. When process policy
48  * is used it is not remembered over swap outs/swap ins.
49  *
50  * Only the highest zone in the zone hierarchy gets policied. Allocations
51  * requesting a lower zone just use default policy. This implies that
52  * on systems with highmem kernel lowmem allocation don't get policied.
53  * Same with GFP_DMA allocations.
54  *
55  * For shmfs/tmpfs/hugetlbfs shared memory the policy is shared between
56  * all users and remembered even when nobody has memory mapped.
57  */
58
59 /* Notebook:
60    fix mmap readahead to honour policy and enable policy for any page cache
61    object
62    statistics for bigpages
63    global policy for page cache? currently it uses process policy. Requires
64    first item above.
65    handle mremap for shared memory (currently ignored for the policy)
66    grows down?
67    make bind policy root only? It can trigger oom much faster and the
68    kernel is not always grateful with that.
69 */
70
71 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
72
73 #include <linux/mempolicy.h>
74 #include <linux/pagewalk.h>
75 #include <linux/highmem.h>
76 #include <linux/hugetlb.h>
77 #include <linux/kernel.h>
78 #include <linux/sched.h>
79 #include <linux/sched/mm.h>
80 #include <linux/sched/numa_balancing.h>
81 #include <linux/sched/task.h>
82 #include <linux/nodemask.h>
83 #include <linux/cpuset.h>
84 #include <linux/slab.h>
85 #include <linux/string.h>
86 #include <linux/export.h>
87 #include <linux/nsproxy.h>
88 #include <linux/interrupt.h>
89 #include <linux/init.h>
90 #include <linux/compat.h>
91 #include <linux/ptrace.h>
92 #include <linux/swap.h>
93 #include <linux/seq_file.h>
94 #include <linux/proc_fs.h>
95 #include <linux/migrate.h>
96 #include <linux/ksm.h>
97 #include <linux/rmap.h>
98 #include <linux/security.h>
99 #include <linux/syscalls.h>
100 #include <linux/ctype.h>
101 #include <linux/mm_inline.h>
102 #include <linux/mmu_notifier.h>
103 #include <linux/printk.h>
104 #include <linux/swapops.h>
105
106 #include <asm/tlbflush.h>
107 #include <linux/uaccess.h>
108
109 #include "internal.h"
110
111 /* Internal flags */
112 #define MPOL_MF_DISCONTIG_OK (MPOL_MF_INTERNAL << 0)    /* Skip checks for continuous vmas */
113 #define MPOL_MF_INVERT (MPOL_MF_INTERNAL << 1)          /* Invert check for nodemask */
114
115 static struct kmem_cache *policy_cache;
116 static struct kmem_cache *sn_cache;
117
118 /* Highest zone. An specific allocation for a zone below that is not
119    policied. */
120 enum zone_type policy_zone = 0;
121
122 /*
123  * run-time system-wide default policy => local allocation
124  */
125 static struct mempolicy default_policy = {
126         .refcnt = ATOMIC_INIT(1), /* never free it */
127         .mode = MPOL_LOCAL,
128 };
129
130 static struct mempolicy preferred_node_policy[MAX_NUMNODES];
131
132 /**
133  * numa_map_to_online_node - Find closest online node
134  * @node: Node id to start the search
135  *
136  * Lookup the next closest node by distance if @nid is not online.
137  */
138 int numa_map_to_online_node(int node)
139 {
140         int min_dist = INT_MAX, dist, n, min_node;
141
142         if (node == NUMA_NO_NODE || node_online(node))
143                 return node;
144
145         min_node = node;
146         for_each_online_node(n) {
147                 dist = node_distance(node, n);
148                 if (dist < min_dist) {
149                         min_dist = dist;
150                         min_node = n;
151                 }
152         }
153
154         return min_node;
155 }
156 EXPORT_SYMBOL_GPL(numa_map_to_online_node);
157
158 struct mempolicy *get_task_policy(struct task_struct *p)
159 {
160         struct mempolicy *pol = p->mempolicy;
161         int node;
162
163         if (pol)
164                 return pol;
165
166         node = numa_node_id();
167         if (node != NUMA_NO_NODE) {
168                 pol = &preferred_node_policy[node];
169                 /* preferred_node_policy is not initialised early in boot */
170                 if (pol->mode)
171                         return pol;
172         }
173
174         return &default_policy;
175 }
176
177 static const struct mempolicy_operations {
178         int (*create)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
179         void (*rebind)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
180 } mpol_ops[MPOL_MAX];
181
182 static inline int mpol_store_user_nodemask(const struct mempolicy *pol)
183 {
184         return pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS;
185 }
186
187 static void mpol_relative_nodemask(nodemask_t *ret, const nodemask_t *orig,
188                                    const nodemask_t *rel)
189 {
190         nodemask_t tmp;
191         nodes_fold(tmp, *orig, nodes_weight(*rel));
192         nodes_onto(*ret, tmp, *rel);
193 }
194
195 static int mpol_new_interleave(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
196 {
197         if (nodes_empty(*nodes))
198                 return -EINVAL;
199         pol->nodes = *nodes;
200         return 0;
201 }
202
203 static int mpol_new_preferred(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
204 {
205         if (nodes_empty(*nodes))
206                 return -EINVAL;
207
208         nodes_clear(pol->nodes);
209         node_set(first_node(*nodes), pol->nodes);
210         return 0;
211 }
212
213 static int mpol_new_preferred_many(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
214 {
215         if (nodes_empty(*nodes))
216                 return -EINVAL;
217         pol->nodes = *nodes;
218         return 0;
219 }
220
221 static int mpol_new_bind(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
222 {
223         if (nodes_empty(*nodes))
224                 return -EINVAL;
225         pol->nodes = *nodes;
226         return 0;
227 }
228
229 /*
230  * mpol_set_nodemask is called after mpol_new() to set up the nodemask, if
231  * any, for the new policy.  mpol_new() has already validated the nodes
232  * parameter with respect to the policy mode and flags.
233  *
234  * Must be called holding task's alloc_lock to protect task's mems_allowed
235  * and mempolicy.  May also be called holding the mmap_lock for write.
236  */
237 static int mpol_set_nodemask(struct mempolicy *pol,
238                      const nodemask_t *nodes, struct nodemask_scratch *nsc)
239 {
240         int ret;
241
242         /*
243          * Default (pol==NULL) resp. local memory policies are not a
244          * subject of any remapping. They also do not need any special
245          * constructor.
246          */
247         if (!pol || pol->mode == MPOL_LOCAL)
248                 return 0;
249
250         /* Check N_MEMORY */
251         nodes_and(nsc->mask1,
252                   cpuset_current_mems_allowed, node_states[N_MEMORY]);
253
254         VM_BUG_ON(!nodes);
255
256         if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
257                 mpol_relative_nodemask(&nsc->mask2, nodes, &nsc->mask1);
258         else
259                 nodes_and(nsc->mask2, *nodes, nsc->mask1);
260
261         if (mpol_store_user_nodemask(pol))
262                 pol->w.user_nodemask = *nodes;
263         else
264                 pol->w.cpuset_mems_allowed = cpuset_current_mems_allowed;
265
266         ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, &nsc->mask2);
267         return ret;
268 }
269
270 /*
271  * This function just creates a new policy, does some check and simple
272  * initialization. You must invoke mpol_set_nodemask() to set nodes.
273  */
274 static struct mempolicy *mpol_new(unsigned short mode, unsigned short flags,
275                                   nodemask_t *nodes)
276 {
277         struct mempolicy *policy;
278
279         pr_debug("setting mode %d flags %d nodes[0] %lx\n",
280                  mode, flags, nodes ? nodes_addr(*nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
281
282         if (mode == MPOL_DEFAULT) {
283                 if (nodes && !nodes_empty(*nodes))
284                         return ERR_PTR(-EINVAL);
285                 return NULL;
286         }
287         VM_BUG_ON(!nodes);
288
289         /*
290          * MPOL_PREFERRED cannot be used with MPOL_F_STATIC_NODES or
291          * MPOL_F_RELATIVE_NODES if the nodemask is empty (local allocation).
292          * All other modes require a valid pointer to a non-empty nodemask.
293          */
294         if (mode == MPOL_PREFERRED) {
295                 if (nodes_empty(*nodes)) {
296                         if (((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
297                              (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)))
298                                 return ERR_PTR(-EINVAL);
299
300                         mode = MPOL_LOCAL;
301                 }
302         } else if (mode == MPOL_LOCAL) {
303                 if (!nodes_empty(*nodes) ||
304                     (flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
305                     (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
306                         return ERR_PTR(-EINVAL);
307         } else if (nodes_empty(*nodes))
308                 return ERR_PTR(-EINVAL);
309         policy = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
310         if (!policy)
311                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
312         atomic_set(&policy->refcnt, 1);
313         policy->mode = mode;
314         policy->flags = flags;
315
316         return policy;
317 }
318
319 /* Slow path of a mpol destructor. */
320 void __mpol_put(struct mempolicy *p)
321 {
322         if (!atomic_dec_and_test(&p->refcnt))
323                 return;
324         kmem_cache_free(policy_cache, p);
325 }
326
327 static void mpol_rebind_default(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
328 {
329 }
330
331 static void mpol_rebind_nodemask(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
332 {
333         nodemask_t tmp;
334
335         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
336                 nodes_and(tmp, pol->w.user_nodemask, *nodes);
337         else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
338                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
339         else {
340                 nodes_remap(tmp, pol->nodes, pol->w.cpuset_mems_allowed,
341                                                                 *nodes);
342                 pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
343         }
344
345         if (nodes_empty(tmp))
346                 tmp = *nodes;
347
348         pol->nodes = tmp;
349 }
350
351 static void mpol_rebind_preferred(struct mempolicy *pol,
352                                                 const nodemask_t *nodes)
353 {
354         pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
355 }
356
357 /*
358  * mpol_rebind_policy - Migrate a policy to a different set of nodes
359  *
360  * Per-vma policies are protected by mmap_lock. Allocations using per-task
361  * policies are protected by task->mems_allowed_seq to prevent a premature
362  * OOM/allocation failure due to parallel nodemask modification.
363  */
364 static void mpol_rebind_policy(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *newmask)
365 {
366         if (!pol)
367                 return;
368         if (!mpol_store_user_nodemask(pol) &&
369             nodes_equal(pol->w.cpuset_mems_allowed, *newmask))
370                 return;
371
372         mpol_ops[pol->mode].rebind(pol, newmask);
373 }
374
375 /*
376  * Wrapper for mpol_rebind_policy() that just requires task
377  * pointer, and updates task mempolicy.
378  *
379  * Called with task's alloc_lock held.
380  */
381
382 void mpol_rebind_task(struct task_struct *tsk, const nodemask_t *new)
383 {
384         mpol_rebind_policy(tsk->mempolicy, new);
385 }
386
387 /*
388  * Rebind each vma in mm to new nodemask.
389  *
390  * Call holding a reference to mm.  Takes mm->mmap_lock during call.
391  */
392
393 void mpol_rebind_mm(struct mm_struct *mm, nodemask_t *new)
394 {
395         struct vm_area_struct *vma;
396
397         mmap_write_lock(mm);
398         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next)
399                 mpol_rebind_policy(vma->vm_policy, new);
400         mmap_write_unlock(mm);
401 }
402
403 static const struct mempolicy_operations mpol_ops[MPOL_MAX] = {
404         [MPOL_DEFAULT] = {
405                 .rebind = mpol_rebind_default,
406         },
407         [MPOL_INTERLEAVE] = {
408                 .create = mpol_new_interleave,
409                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
410         },
411         [MPOL_PREFERRED] = {
412                 .create = mpol_new_preferred,
413                 .rebind = mpol_rebind_preferred,
414         },
415         [MPOL_BIND] = {
416                 .create = mpol_new_bind,
417                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
418         },
419         [MPOL_LOCAL] = {
420                 .rebind = mpol_rebind_default,
421         },
422         [MPOL_PREFERRED_MANY] = {
423                 .create = mpol_new_preferred_many,
424                 .rebind = mpol_rebind_preferred,
425         },
426 };
427
428 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
429                                 unsigned long flags);
430
431 struct queue_pages {
432         struct list_head *pagelist;
433         unsigned long flags;
434         nodemask_t *nmask;
435         unsigned long start;
436         unsigned long end;
437         struct vm_area_struct *first;
438 };
439
440 /*
441  * Check if the page's nid is in qp->nmask.
442  *
443  * If MPOL_MF_INVERT is set in qp->flags, check if the nid is
444  * in the invert of qp->nmask.
445  */
446 static inline bool queue_pages_required(struct page *page,
447                                         struct queue_pages *qp)
448 {
449         int nid = page_to_nid(page);
450         unsigned long flags = qp->flags;
451
452         return node_isset(nid, *qp->nmask) == !(flags & MPOL_MF_INVERT);
453 }
454
455 /*
456  * queue_pages_pmd() has four possible return values:
457  * 0 - pages are placed on the right node or queued successfully, or
458  *     special page is met, i.e. huge zero page.
459  * 1 - there is unmovable page, and MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
460  *     specified.
461  * 2 - THP was split.
462  * -EIO - is migration entry or only MPOL_MF_STRICT was specified and an
463  *        existing page was already on a node that does not follow the
464  *        policy.
465  */
466 static int queue_pages_pmd(pmd_t *pmd, spinlock_t *ptl, unsigned long addr,
467                                 unsigned long end, struct mm_walk *walk)
468         __releases(ptl)
469 {
470         int ret = 0;
471         struct page *page;
472         struct queue_pages *qp = walk->private;
473         unsigned long flags;
474
475         if (unlikely(is_pmd_migration_entry(*pmd))) {
476                 ret = -EIO;
477                 goto unlock;
478         }
479         page = pmd_page(*pmd);
480         if (is_huge_zero_page(page)) {
481                 spin_unlock(ptl);
482                 walk->action = ACTION_CONTINUE;
483                 goto out;
484         }
485         if (!queue_pages_required(page, qp))
486                 goto unlock;
487
488         flags = qp->flags;
489         /* go to thp migration */
490         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
491                 if (!vma_migratable(walk->vma) ||
492                     migrate_page_add(page, qp->pagelist, flags)) {
493                         ret = 1;
494                         goto unlock;
495                 }
496         } else
497                 ret = -EIO;
498 unlock:
499         spin_unlock(ptl);
500 out:
501         return ret;
502 }
503
504 /*
505  * Scan through pages checking if pages follow certain conditions,
506  * and move them to the pagelist if they do.
507  *
508  * queue_pages_pte_range() has three possible return values:
509  * 0 - pages are placed on the right node or queued successfully, or
510  *     special page is met, i.e. zero page.
511  * 1 - there is unmovable page, and MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
512  *     specified.
513  * -EIO - only MPOL_MF_STRICT was specified and an existing page was already
514  *        on a node that does not follow the policy.
515  */
516 static int queue_pages_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
517                         unsigned long end, struct mm_walk *walk)
518 {
519         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
520         struct page *page;
521         struct queue_pages *qp = walk->private;
522         unsigned long flags = qp->flags;
523         int ret;
524         bool has_unmovable = false;
525         pte_t *pte, *mapped_pte;
526         spinlock_t *ptl;
527
528         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
529         if (ptl) {
530                 ret = queue_pages_pmd(pmd, ptl, addr, end, walk);
531                 if (ret != 2)
532                         return ret;
533         }
534         /* THP was split, fall through to pte walk */
535
536         if (pmd_trans_unstable(pmd))
537                 return 0;
538
539         mapped_pte = pte = pte_offset_map_lock(walk->mm, pmd, addr, &ptl);
540         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE) {
541                 if (!pte_present(*pte))
542                         continue;
543                 page = vm_normal_page(vma, addr, *pte);
544                 if (!page)
545                         continue;
546                 /*
547                  * vm_normal_page() filters out zero pages, but there might
548                  * still be PageReserved pages to skip, perhaps in a VDSO.
549                  */
550                 if (PageReserved(page))
551                         continue;
552                 if (!queue_pages_required(page, qp))
553                         continue;
554                 if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
555                         /* MPOL_MF_STRICT must be specified if we get here */
556                         if (!vma_migratable(vma)) {
557                                 has_unmovable = true;
558                                 break;
559                         }
560
561                         /*
562                          * Do not abort immediately since there may be
563                          * temporary off LRU pages in the range.  Still
564                          * need migrate other LRU pages.
565                          */
566                         if (migrate_page_add(page, qp->pagelist, flags))
567                                 has_unmovable = true;
568                 } else
569                         break;
570         }
571         pte_unmap_unlock(mapped_pte, ptl);
572         cond_resched();
573
574         if (has_unmovable)
575                 return 1;
576
577         return addr != end ? -EIO : 0;
578 }
579
580 static int queue_pages_hugetlb(pte_t *pte, unsigned long hmask,
581                                unsigned long addr, unsigned long end,
582                                struct mm_walk *walk)
583 {
584         int ret = 0;
585 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
586         struct queue_pages *qp = walk->private;
587         unsigned long flags = (qp->flags & MPOL_MF_VALID);
588         struct page *page;
589         spinlock_t *ptl;
590         pte_t entry;
591
592         ptl = huge_pte_lock(hstate_vma(walk->vma), walk->mm, pte);
593         entry = huge_ptep_get(pte);
594         if (!pte_present(entry))
595                 goto unlock;
596         page = pte_page(entry);
597         if (!queue_pages_required(page, qp))
598                 goto unlock;
599
600         if (flags == MPOL_MF_STRICT) {
601                 /*
602                  * STRICT alone means only detecting misplaced page and no
603                  * need to further check other vma.
604                  */
605                 ret = -EIO;
606                 goto unlock;
607         }
608
609         if (!vma_migratable(walk->vma)) {
610                 /*
611                  * Must be STRICT with MOVE*, otherwise .test_walk() have
612                  * stopped walking current vma.
613                  * Detecting misplaced page but allow migrating pages which
614                  * have been queued.
615                  */
616                 ret = 1;
617                 goto unlock;
618         }
619
620         /* With MPOL_MF_MOVE, we migrate only unshared hugepage. */
621         if (flags & (MPOL_MF_MOVE_ALL) ||
622             (flags & MPOL_MF_MOVE && page_mapcount(page) == 1)) {
623                 if (!isolate_huge_page(page, qp->pagelist) &&
624                         (flags & MPOL_MF_STRICT))
625                         /*
626                          * Failed to isolate page but allow migrating pages
627                          * which have been queued.
628                          */
629                         ret = 1;
630         }
631 unlock:
632         spin_unlock(ptl);
633 #else
634         BUG();
635 #endif
636         return ret;
637 }
638
639 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
640 /*
641  * This is used to mark a range of virtual addresses to be inaccessible.
642  * These are later cleared by a NUMA hinting fault. Depending on these
643  * faults, pages may be migrated for better NUMA placement.
644  *
645  * This is assuming that NUMA faults are handled using PROT_NONE. If
646  * an architecture makes a different choice, it will need further
647  * changes to the core.
648  */
649 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
650                         unsigned long addr, unsigned long end)
651 {
652         int nr_updated;
653
654         nr_updated = change_protection(vma, addr, end, PAGE_NONE, MM_CP_PROT_NUMA);
655         if (nr_updated)
656                 count_vm_numa_events(NUMA_PTE_UPDATES, nr_updated);
657
658         return nr_updated;
659 }
660 #else
661 static unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
662                         unsigned long addr, unsigned long end)
663 {
664         return 0;
665 }
666 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
667
668 static int queue_pages_test_walk(unsigned long start, unsigned long end,
669                                 struct mm_walk *walk)
670 {
671         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
672         struct queue_pages *qp = walk->private;
673         unsigned long endvma = vma->vm_end;
674         unsigned long flags = qp->flags;
675
676         /* range check first */
677         VM_BUG_ON_VMA(!range_in_vma(vma, start, end), vma);
678
679         if (!qp->first) {
680                 qp->first = vma;
681                 if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK) &&
682                         (qp->start < vma->vm_start))
683                         /* hole at head side of range */
684                         return -EFAULT;
685         }
686         if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK) &&
687                 ((vma->vm_end < qp->end) &&
688                 (!vma->vm_next || vma->vm_end < vma->vm_next->vm_start)))
689                 /* hole at middle or tail of range */
690                 return -EFAULT;
691
692         /*
693          * Need check MPOL_MF_STRICT to return -EIO if possible
694          * regardless of vma_migratable
695          */
696         if (!vma_migratable(vma) &&
697             !(flags & MPOL_MF_STRICT))
698                 return 1;
699
700         if (endvma > end)
701                 endvma = end;
702
703         if (flags & MPOL_MF_LAZY) {
704                 /* Similar to task_numa_work, skip inaccessible VMAs */
705                 if (!is_vm_hugetlb_page(vma) && vma_is_accessible(vma) &&
706                         !(vma->vm_flags & VM_MIXEDMAP))
707                         change_prot_numa(vma, start, endvma);
708                 return 1;
709         }
710
711         /* queue pages from current vma */
712         if (flags & MPOL_MF_VALID)
713                 return 0;
714         return 1;
715 }
716
717 static const struct mm_walk_ops queue_pages_walk_ops = {
718         .hugetlb_entry          = queue_pages_hugetlb,
719         .pmd_entry              = queue_pages_pte_range,
720         .test_walk              = queue_pages_test_walk,
721 };
722
723 /*
724  * Walk through page tables and collect pages to be migrated.
725  *
726  * If pages found in a given range are on a set of nodes (determined by
727  * @nodes and @flags,) it's isolated and queued to the pagelist which is
728  * passed via @private.
729  *
730  * queue_pages_range() has three possible return values:
731  * 1 - there is unmovable page, but MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
732  *     specified.
733  * 0 - queue pages successfully or no misplaced page.
734  * errno - i.e. misplaced pages with MPOL_MF_STRICT specified (-EIO) or
735  *         memory range specified by nodemask and maxnode points outside
736  *         your accessible address space (-EFAULT)
737  */
738 static int
739 queue_pages_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start, unsigned long end,
740                 nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
741                 struct list_head *pagelist)
742 {
743         int err;
744         struct queue_pages qp = {
745                 .pagelist = pagelist,
746                 .flags = flags,
747                 .nmask = nodes,
748                 .start = start,
749                 .end = end,
750                 .first = NULL,
751         };
752
753         err = walk_page_range(mm, start, end, &queue_pages_walk_ops, &qp);
754
755         if (!qp.first)
756                 /* whole range in hole */
757                 err = -EFAULT;
758
759         return err;
760 }
761
762 /*
763  * Apply policy to a single VMA
764  * This must be called with the mmap_lock held for writing.
765  */
766 static int vma_replace_policy(struct vm_area_struct *vma,
767                                                 struct mempolicy *pol)
768 {
769         int err;
770         struct mempolicy *old;
771         struct mempolicy *new;
772
773         pr_debug("vma %lx-%lx/%lx vm_ops %p vm_file %p set_policy %p\n",
774                  vma->vm_start, vma->vm_end, vma->vm_pgoff,
775                  vma->vm_ops, vma->vm_file,
776                  vma->vm_ops ? vma->vm_ops->set_policy : NULL);
777
778         new = mpol_dup(pol);
779         if (IS_ERR(new))
780                 return PTR_ERR(new);
781
782         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->set_policy) {
783                 err = vma->vm_ops->set_policy(vma, new);
784                 if (err)
785                         goto err_out;
786         }
787
788         old = vma->vm_policy;
789         vma->vm_policy = new; /* protected by mmap_lock */
790         mpol_put(old);
791
792         return 0;
793  err_out:
794         mpol_put(new);
795         return err;
796 }
797
798 /* Step 2: apply policy to a range and do splits. */
799 static int mbind_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
800                        unsigned long end, struct mempolicy *new_pol)
801 {
802         struct vm_area_struct *next;
803         struct vm_area_struct *prev;
804         struct vm_area_struct *vma;
805         int err = 0;
806         pgoff_t pgoff;
807         unsigned long vmstart;
808         unsigned long vmend;
809
810         vma = find_vma(mm, start);
811         VM_BUG_ON(!vma);
812
813         prev = vma->vm_prev;
814         if (start > vma->vm_start)
815                 prev = vma;
816
817         for (; vma && vma->vm_start < end; prev = vma, vma = next) {
818                 next = vma->vm_next;
819                 vmstart = max(start, vma->vm_start);
820                 vmend   = min(end, vma->vm_end);
821
822                 if (mpol_equal(vma_policy(vma), new_pol))
823                         continue;
824
825                 pgoff = vma->vm_pgoff +
826                         ((vmstart - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
827                 prev = vma_merge(mm, prev, vmstart, vmend, vma->vm_flags,
828                                  vma->anon_vma, vma->vm_file, pgoff,
829                                  new_pol, vma->vm_userfaultfd_ctx);
830                 if (prev) {
831                         vma = prev;
832                         next = vma->vm_next;
833                         if (mpol_equal(vma_policy(vma), new_pol))
834                                 continue;
835                         /* vma_merge() joined vma && vma->next, case 8 */
836                         goto replace;
837                 }
838                 if (vma->vm_start != vmstart) {
839                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmstart, 1);
840                         if (err)
841                                 goto out;
842                 }
843                 if (vma->vm_end != vmend) {
844                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmend, 0);
845                         if (err)
846                                 goto out;
847                 }
848  replace:
849                 err = vma_replace_policy(vma, new_pol);
850                 if (err)
851                         goto out;
852         }
853
854  out:
855         return err;
856 }
857
858 /* Set the process memory policy */
859 static long do_set_mempolicy(unsigned short mode, unsigned short flags,
860                              nodemask_t *nodes)
861 {
862         struct mempolicy *new, *old;
863         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
864         int ret;
865
866         if (!scratch)
867                 return -ENOMEM;
868
869         new = mpol_new(mode, flags, nodes);
870         if (IS_ERR(new)) {
871                 ret = PTR_ERR(new);
872                 goto out;
873         }
874
875         if (flags & MPOL_F_NUMA_BALANCING) {
876                 if (new && new->mode == MPOL_BIND) {
877                         new->flags |= (MPOL_F_MOF | MPOL_F_MORON);
878                 } else {
879                         ret = -EINVAL;
880                         mpol_put(new);
881                         goto out;
882                 }
883         }
884
885         ret = mpol_set_nodemask(new, nodes, scratch);
886         if (ret) {
887                 mpol_put(new);
888                 goto out;
889         }
890         task_lock(current);
891         old = current->mempolicy;
892         current->mempolicy = new;
893         if (new && new->mode == MPOL_INTERLEAVE)
894                 current->il_prev = MAX_NUMNODES-1;
895         task_unlock(current);
896         mpol_put(old);
897         ret = 0;
898 out:
899         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
900         return ret;
901 }
902
903 /*
904  * Return nodemask for policy for get_mempolicy() query
905  *
906  * Called with task's alloc_lock held
907  */
908 static void get_policy_nodemask(struct mempolicy *p, nodemask_t *nodes)
909 {
910         nodes_clear(*nodes);
911         if (p == &default_policy)
912                 return;
913
914         switch (p->mode) {
915         case MPOL_BIND:
916         case MPOL_INTERLEAVE:
917         case MPOL_PREFERRED:
918         case MPOL_PREFERRED_MANY:
919                 *nodes = p->nodes;
920                 break;
921         case MPOL_LOCAL:
922                 /* return empty node mask for local allocation */
923                 break;
924         default:
925                 BUG();
926         }
927 }
928
929 static int lookup_node(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
930 {
931         struct page *p = NULL;
932         int err;
933
934         int locked = 1;
935         err = get_user_pages_locked(addr & PAGE_MASK, 1, 0, &p, &locked);
936         if (err > 0) {
937                 err = page_to_nid(p);
938                 put_page(p);
939         }
940         if (locked)
941                 mmap_read_unlock(mm);
942         return err;
943 }
944
945 /* Retrieve NUMA policy */
946 static long do_get_mempolicy(int *policy, nodemask_t *nmask,
947                              unsigned long addr, unsigned long flags)
948 {
949         int err;
950         struct mm_struct *mm = current->mm;
951         struct vm_area_struct *vma = NULL;
952         struct mempolicy *pol = current->mempolicy, *pol_refcount = NULL;
953
954         if (flags &
955                 ~(unsigned long)(MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR|MPOL_F_MEMS_ALLOWED))
956                 return -EINVAL;
957
958         if (flags & MPOL_F_MEMS_ALLOWED) {
959                 if (flags & (MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR))
960                         return -EINVAL;
961                 *policy = 0;    /* just so it's initialized */
962                 task_lock(current);
963                 *nmask  = cpuset_current_mems_allowed;
964                 task_unlock(current);
965                 return 0;
966         }
967
968         if (flags & MPOL_F_ADDR) {
969                 /*
970                  * Do NOT fall back to task policy if the
971                  * vma/shared policy at addr is NULL.  We
972                  * want to return MPOL_DEFAULT in this case.
973                  */
974                 mmap_read_lock(mm);
975                 vma = vma_lookup(mm, addr);
976                 if (!vma) {
977                         mmap_read_unlock(mm);
978                         return -EFAULT;
979                 }
980                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy)
981                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
982                 else
983                         pol = vma->vm_policy;
984         } else if (addr)
985                 return -EINVAL;
986
987         if (!pol)
988                 pol = &default_policy;  /* indicates default behavior */
989
990         if (flags & MPOL_F_NODE) {
991                 if (flags & MPOL_F_ADDR) {
992                         /*
993                          * Take a refcount on the mpol, lookup_node()
994                          * will drop the mmap_lock, so after calling
995                          * lookup_node() only "pol" remains valid, "vma"
996                          * is stale.
997                          */
998                         pol_refcount = pol;
999                         vma = NULL;
1000                         mpol_get(pol);
1001                         err = lookup_node(mm, addr);
1002                         if (err < 0)
1003                                 goto out;
1004                         *policy = err;
1005                 } else if (pol == current->mempolicy &&
1006                                 pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
1007                         *policy = next_node_in(current->il_prev, pol->nodes);
1008                 } else {
1009                         err = -EINVAL;
1010                         goto out;
1011                 }
1012         } else {
1013                 *policy = pol == &default_policy ? MPOL_DEFAULT :
1014                                                 pol->mode;
1015                 /*
1016                  * Internal mempolicy flags must be masked off before exposing
1017                  * the policy to userspace.
1018                  */
1019                 *policy |= (pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS);
1020         }
1021
1022         err = 0;
1023         if (nmask) {
1024                 if (mpol_store_user_nodemask(pol)) {
1025                         *nmask = pol->w.user_nodemask;
1026                 } else {
1027                         task_lock(current);
1028                         get_policy_nodemask(pol, nmask);
1029                         task_unlock(current);
1030                 }
1031         }
1032
1033  out:
1034         mpol_cond_put(pol);
1035         if (vma)
1036                 mmap_read_unlock(mm);
1037         if (pol_refcount)
1038                 mpol_put(pol_refcount);
1039         return err;
1040 }
1041
1042 #ifdef CONFIG_MIGRATION
1043 /*
1044  * page migration, thp tail pages can be passed.
1045  */
1046 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1047                                 unsigned long flags)
1048 {
1049         struct page *head = compound_head(page);
1050         /*
1051          * Avoid migrating a page that is shared with others.
1052          */
1053         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) || page_mapcount(head) == 1) {
1054                 if (!isolate_lru_page(head)) {
1055                         list_add_tail(&head->lru, pagelist);
1056                         mod_node_page_state(page_pgdat(head),
1057                                 NR_ISOLATED_ANON + page_is_file_lru(head),
1058                                 thp_nr_pages(head));
1059                 } else if (flags & MPOL_MF_STRICT) {
1060                         /*
1061                          * Non-movable page may reach here.  And, there may be
1062                          * temporary off LRU pages or non-LRU movable pages.
1063                          * Treat them as unmovable pages since they can't be
1064                          * isolated, so they can't be moved at the moment.  It
1065                          * should return -EIO for this case too.
1066                          */
1067                         return -EIO;
1068                 }
1069         }
1070
1071         return 0;
1072 }
1073
1074 /*
1075  * Migrate pages from one node to a target node.
1076  * Returns error or the number of pages not migrated.
1077  */
1078 static int migrate_to_node(struct mm_struct *mm, int source, int dest,
1079                            int flags)
1080 {
1081         nodemask_t nmask;
1082         LIST_HEAD(pagelist);
1083         int err = 0;
1084         struct migration_target_control mtc = {
1085                 .nid = dest,
1086                 .gfp_mask = GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_THISNODE,
1087         };
1088
1089         nodes_clear(nmask);
1090         node_set(source, nmask);
1091
1092         /*
1093          * This does not "check" the range but isolates all pages that
1094          * need migration.  Between passing in the full user address
1095          * space range and MPOL_MF_DISCONTIG_OK, this call can not fail.
1096          */
1097         VM_BUG_ON(!(flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)));
1098         queue_pages_range(mm, mm->mmap->vm_start, mm->task_size, &nmask,
1099                         flags | MPOL_MF_DISCONTIG_OK, &pagelist);
1100
1101         if (!list_empty(&pagelist)) {
1102                 err = migrate_pages(&pagelist, alloc_migration_target, NULL,
1103                                 (unsigned long)&mtc, MIGRATE_SYNC, MR_SYSCALL, NULL);
1104                 if (err)
1105                         putback_movable_pages(&pagelist);
1106         }
1107
1108         return err;
1109 }
1110
1111 /*
1112  * Move pages between the two nodesets so as to preserve the physical
1113  * layout as much as possible.
1114  *
1115  * Returns the number of page that could not be moved.
1116  */
1117 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1118                      const nodemask_t *to, int flags)
1119 {
1120         int busy = 0;
1121         int err = 0;
1122         nodemask_t tmp;
1123
1124         lru_cache_disable();
1125
1126         mmap_read_lock(mm);
1127
1128         /*
1129          * Find a 'source' bit set in 'tmp' whose corresponding 'dest'
1130          * bit in 'to' is not also set in 'tmp'.  Clear the found 'source'
1131          * bit in 'tmp', and return that <source, dest> pair for migration.
1132          * The pair of nodemasks 'to' and 'from' define the map.
1133          *
1134          * If no pair of bits is found that way, fallback to picking some
1135          * pair of 'source' and 'dest' bits that are not the same.  If the
1136          * 'source' and 'dest' bits are the same, this represents a node
1137          * that will be migrating to itself, so no pages need move.
1138          *
1139          * If no bits are left in 'tmp', or if all remaining bits left
1140          * in 'tmp' correspond to the same bit in 'to', return false
1141          * (nothing left to migrate).
1142          *
1143          * This lets us pick a pair of nodes to migrate between, such that
1144          * if possible the dest node is not already occupied by some other
1145          * source node, minimizing the risk of overloading the memory on a
1146          * node that would happen if we migrated incoming memory to a node
1147          * before migrating outgoing memory source that same node.
1148          *
1149          * A single scan of tmp is sufficient.  As we go, we remember the
1150          * most recent <s, d> pair that moved (s != d).  If we find a pair
1151          * that not only moved, but what's better, moved to an empty slot
1152          * (d is not set in tmp), then we break out then, with that pair.
1153          * Otherwise when we finish scanning from_tmp, we at least have the
1154          * most recent <s, d> pair that moved.  If we get all the way through
1155          * the scan of tmp without finding any node that moved, much less
1156          * moved to an empty node, then there is nothing left worth migrating.
1157          */
1158
1159         tmp = *from;
1160         while (!nodes_empty(tmp)) {
1161                 int s, d;
1162                 int source = NUMA_NO_NODE;
1163                 int dest = 0;
1164
1165                 for_each_node_mask(s, tmp) {
1166
1167                         /*
1168                          * do_migrate_pages() tries to maintain the relative
1169                          * node relationship of the pages established between
1170                          * threads and memory areas.
1171                          *
1172                          * However if the number of source nodes is not equal to
1173                          * the number of destination nodes we can not preserve
1174                          * this node relative relationship.  In that case, skip
1175                          * copying memory from a node that is in the destination
1176                          * mask.
1177                          *
1178                          * Example: [2,3,4] -> [3,4,5] moves everything.
1179                          *          [0-7] - > [3,4,5] moves only 0,1,2,6,7.
1180                          */
1181
1182                         if ((nodes_weight(*from) != nodes_weight(*to)) &&
1183                                                 (node_isset(s, *to)))
1184                                 continue;
1185
1186                         d = node_remap(s, *from, *to);
1187                         if (s == d)
1188                                 continue;
1189
1190                         source = s;     /* Node moved. Memorize */
1191                         dest = d;
1192
1193                         /* dest not in remaining from nodes? */
1194                         if (!node_isset(dest, tmp))
1195                                 break;
1196                 }
1197                 if (source == NUMA_NO_NODE)
1198                         break;
1199
1200                 node_clear(source, tmp);
1201                 err = migrate_to_node(mm, source, dest, flags);
1202                 if (err > 0)
1203                         busy += err;
1204                 if (err < 0)
1205                         break;
1206         }
1207         mmap_read_unlock(mm);
1208
1209         lru_cache_enable();
1210         if (err < 0)
1211                 return err;
1212         return busy;
1213
1214 }
1215
1216 /*
1217  * Allocate a new page for page migration based on vma policy.
1218  * Start by assuming the page is mapped by the same vma as contains @start.
1219  * Search forward from there, if not.  N.B., this assumes that the
1220  * list of pages handed to migrate_pages()--which is how we get here--
1221  * is in virtual address order.
1222  */
1223 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start)
1224 {
1225         struct vm_area_struct *vma;
1226         unsigned long address;
1227
1228         vma = find_vma(current->mm, start);
1229         while (vma) {
1230                 address = page_address_in_vma(page, vma);
1231                 if (address != -EFAULT)
1232                         break;
1233                 vma = vma->vm_next;
1234         }
1235
1236         if (PageHuge(page)) {
1237                 return alloc_huge_page_vma(page_hstate(compound_head(page)),
1238                                 vma, address);
1239         } else if (PageTransHuge(page)) {
1240                 struct page *thp;
1241
1242                 thp = alloc_hugepage_vma(GFP_TRANSHUGE, vma, address,
1243                                          HPAGE_PMD_ORDER);
1244                 if (!thp)
1245                         return NULL;
1246                 prep_transhuge_page(thp);
1247                 return thp;
1248         }
1249         /*
1250          * if !vma, alloc_page_vma() will use task or system default policy
1251          */
1252         return alloc_page_vma(GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_RETRY_MAYFAIL,
1253                         vma, address);
1254 }
1255 #else
1256
1257 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1258                                 unsigned long flags)
1259 {
1260         return -EIO;
1261 }
1262
1263 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1264                      const nodemask_t *to, int flags)
1265 {
1266         return -ENOSYS;
1267 }
1268
1269 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start)
1270 {
1271         return NULL;
1272 }
1273 #endif
1274
1275 static long do_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1276                      unsigned short mode, unsigned short mode_flags,
1277                      nodemask_t *nmask, unsigned long flags)
1278 {
1279         struct mm_struct *mm = current->mm;
1280         struct mempolicy *new;
1281         unsigned long end;
1282         int err;
1283         int ret;
1284         LIST_HEAD(pagelist);
1285
1286         if (flags & ~(unsigned long)MPOL_MF_VALID)
1287                 return -EINVAL;
1288         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1289                 return -EPERM;
1290
1291         if (start & ~PAGE_MASK)
1292                 return -EINVAL;
1293
1294         if (mode == MPOL_DEFAULT)
1295                 flags &= ~MPOL_MF_STRICT;
1296
1297         len = (len + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
1298         end = start + len;
1299
1300         if (end < start)
1301                 return -EINVAL;
1302         if (end == start)
1303                 return 0;
1304
1305         new = mpol_new(mode, mode_flags, nmask);
1306         if (IS_ERR(new))
1307                 return PTR_ERR(new);
1308
1309         if (flags & MPOL_MF_LAZY)
1310                 new->flags |= MPOL_F_MOF;
1311
1312         /*
1313          * If we are using the default policy then operation
1314          * on discontinuous address spaces is okay after all
1315          */
1316         if (!new)
1317                 flags |= MPOL_MF_DISCONTIG_OK;
1318
1319         pr_debug("mbind %lx-%lx mode:%d flags:%d nodes:%lx\n",
1320                  start, start + len, mode, mode_flags,
1321                  nmask ? nodes_addr(*nmask)[0] : NUMA_NO_NODE);
1322
1323         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
1324
1325                 lru_cache_disable();
1326         }
1327         {
1328                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1329                 if (scratch) {
1330                         mmap_write_lock(mm);
1331                         err = mpol_set_nodemask(new, nmask, scratch);
1332                         if (err)
1333                                 mmap_write_unlock(mm);
1334                 } else
1335                         err = -ENOMEM;
1336                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1337         }
1338         if (err)
1339                 goto mpol_out;
1340
1341         ret = queue_pages_range(mm, start, end, nmask,
1342                           flags | MPOL_MF_INVERT, &pagelist);
1343
1344         if (ret < 0) {
1345                 err = ret;
1346                 goto up_out;
1347         }
1348
1349         err = mbind_range(mm, start, end, new);
1350
1351         if (!err) {
1352                 int nr_failed = 0;
1353
1354                 if (!list_empty(&pagelist)) {
1355                         WARN_ON_ONCE(flags & MPOL_MF_LAZY);
1356                         nr_failed = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL,
1357                                 start, MIGRATE_SYNC, MR_MEMPOLICY_MBIND, NULL);
1358                         if (nr_failed)
1359                                 putback_movable_pages(&pagelist);
1360                 }
1361
1362                 if ((ret > 0) || (nr_failed && (flags & MPOL_MF_STRICT)))
1363                         err = -EIO;
1364         } else {
1365 up_out:
1366                 if (!list_empty(&pagelist))
1367                         putback_movable_pages(&pagelist);
1368         }
1369
1370         mmap_write_unlock(mm);
1371 mpol_out:
1372         mpol_put(new);
1373         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL))
1374                 lru_cache_enable();
1375         return err;
1376 }
1377
1378 /*
1379  * User space interface with variable sized bitmaps for nodelists.
1380  */
1381
1382 /* Copy a node mask from user space. */
1383 static int get_nodes(nodemask_t *nodes, const unsigned long __user *nmask,
1384                      unsigned long maxnode)
1385 {
1386         unsigned long k;
1387         unsigned long t;
1388         unsigned long nlongs;
1389         unsigned long endmask;
1390
1391         --maxnode;
1392         nodes_clear(*nodes);
1393         if (maxnode == 0 || !nmask)
1394                 return 0;
1395         if (maxnode > PAGE_SIZE*BITS_PER_BYTE)
1396                 return -EINVAL;
1397
1398         nlongs = BITS_TO_LONGS(maxnode);
1399         if ((maxnode % BITS_PER_LONG) == 0)
1400                 endmask = ~0UL;
1401         else
1402                 endmask = (1UL << (maxnode % BITS_PER_LONG)) - 1;
1403
1404         /*
1405          * When the user specified more nodes than supported just check
1406          * if the non supported part is all zero.
1407          *
1408          * If maxnode have more longs than MAX_NUMNODES, check
1409          * the bits in that area first. And then go through to
1410          * check the rest bits which equal or bigger than MAX_NUMNODES.
1411          * Otherwise, just check bits [MAX_NUMNODES, maxnode).
1412          */
1413         if (nlongs > BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES)) {
1414                 for (k = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES); k < nlongs; k++) {
1415                         if (get_user(t, nmask + k))
1416                                 return -EFAULT;
1417                         if (k == nlongs - 1) {
1418                                 if (t & endmask)
1419                                         return -EINVAL;
1420                         } else if (t)
1421                                 return -EINVAL;
1422                 }
1423                 nlongs = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES);
1424                 endmask = ~0UL;
1425         }
1426
1427         if (maxnode > MAX_NUMNODES && MAX_NUMNODES % BITS_PER_LONG != 0) {
1428                 unsigned long valid_mask = endmask;
1429
1430                 valid_mask &= ~((1UL << (MAX_NUMNODES % BITS_PER_LONG)) - 1);
1431                 if (get_user(t, nmask + nlongs - 1))
1432                         return -EFAULT;
1433                 if (t & valid_mask)
1434                         return -EINVAL;
1435         }
1436
1437         if (copy_from_user(nodes_addr(*nodes), nmask, nlongs*sizeof(unsigned long)))
1438                 return -EFAULT;
1439         nodes_addr(*nodes)[nlongs-1] &= endmask;
1440         return 0;
1441 }
1442
1443 /* Copy a kernel node mask to user space */
1444 static int copy_nodes_to_user(unsigned long __user *mask, unsigned long maxnode,
1445                               nodemask_t *nodes)
1446 {
1447         unsigned long copy = ALIGN(maxnode-1, 64) / 8;
1448         unsigned int nbytes = BITS_TO_LONGS(nr_node_ids) * sizeof(long);
1449
1450         if (copy > nbytes) {
1451                 if (copy > PAGE_SIZE)
1452                         return -EINVAL;
1453                 if (clear_user((char __user *)mask + nbytes, copy - nbytes))
1454                         return -EFAULT;
1455                 copy = nbytes;
1456         }
1457         return copy_to_user(mask, nodes_addr(*nodes), copy) ? -EFAULT : 0;
1458 }
1459
1460 /* Basic parameter sanity check used by both mbind() and set_mempolicy() */
1461 static inline int sanitize_mpol_flags(int *mode, unsigned short *flags)
1462 {
1463         *flags = *mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1464         *mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1465
1466         /*
1467          * The check should be 'mode >= MPOL_MAX', but as 'prefer_many'
1468          * is not fully implemented, don't permit it to be used for now,
1469          * and the logic will be restored in following patch
1470          */
1471         if ((unsigned int)(*mode) >=  MPOL_PREFERRED_MANY)
1472                 return -EINVAL;
1473         if ((*flags & MPOL_F_STATIC_NODES) && (*flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1474                 return -EINVAL;
1475
1476         return 0;
1477 }
1478
1479 static long kernel_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1480                          unsigned long mode, const unsigned long __user *nmask,
1481                          unsigned long maxnode, unsigned int flags)
1482 {
1483         unsigned short mode_flags;
1484         nodemask_t nodes;
1485         int lmode = mode;
1486         int err;
1487
1488         start = untagged_addr(start);
1489         err = sanitize_mpol_flags(&lmode, &mode_flags);
1490         if (err)
1491                 return err;
1492
1493         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1494         if (err)
1495                 return err;
1496
1497         return do_mbind(start, len, lmode, mode_flags, &nodes, flags);
1498 }
1499
1500 SYSCALL_DEFINE6(mbind, unsigned long, start, unsigned long, len,
1501                 unsigned long, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1502                 unsigned long, maxnode, unsigned int, flags)
1503 {
1504         return kernel_mbind(start, len, mode, nmask, maxnode, flags);
1505 }
1506
1507 /* Set the process memory policy */
1508 static long kernel_set_mempolicy(int mode, const unsigned long __user *nmask,
1509                                  unsigned long maxnode)
1510 {
1511         unsigned short mode_flags;
1512         nodemask_t nodes;
1513         int lmode = mode;
1514         int err;
1515
1516         err = sanitize_mpol_flags(&lmode, &mode_flags);
1517         if (err)
1518                 return err;
1519
1520         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1521         if (err)
1522                 return err;
1523
1524         return do_set_mempolicy(lmode, mode_flags, &nodes);
1525 }
1526
1527 SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1528                 unsigned long, maxnode)
1529 {
1530         return kernel_set_mempolicy(mode, nmask, maxnode);
1531 }
1532
1533 static int kernel_migrate_pages(pid_t pid, unsigned long maxnode,
1534                                 const unsigned long __user *old_nodes,
1535                                 const unsigned long __user *new_nodes)
1536 {
1537         struct mm_struct *mm = NULL;
1538         struct task_struct *task;
1539         nodemask_t task_nodes;
1540         int err;
1541         nodemask_t *old;
1542         nodemask_t *new;
1543         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1544
1545         if (!scratch)
1546                 return -ENOMEM;
1547
1548         old = &scratch->mask1;
1549         new = &scratch->mask2;
1550
1551         err = get_nodes(old, old_nodes, maxnode);
1552         if (err)
1553                 goto out;
1554
1555         err = get_nodes(new, new_nodes, maxnode);
1556         if (err)
1557                 goto out;
1558
1559         /* Find the mm_struct */
1560         rcu_read_lock();
1561         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1562         if (!task) {
1563                 rcu_read_unlock();
1564                 err = -ESRCH;
1565                 goto out;
1566         }
1567         get_task_struct(task);
1568
1569         err = -EINVAL;
1570
1571         /*
1572          * Check if this process has the right to modify the specified process.
1573          * Use the regular "ptrace_may_access()" checks.
1574          */
1575         if (!ptrace_may_access(task, PTRACE_MODE_READ_REALCREDS)) {
1576                 rcu_read_unlock();
1577                 err = -EPERM;
1578                 goto out_put;
1579         }
1580         rcu_read_unlock();
1581
1582         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1583         /* Is the user allowed to access the target nodes? */
1584         if (!nodes_subset(*new, task_nodes) && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1585                 err = -EPERM;
1586                 goto out_put;
1587         }
1588
1589         task_nodes = cpuset_mems_allowed(current);
1590         nodes_and(*new, *new, task_nodes);
1591         if (nodes_empty(*new))
1592                 goto out_put;
1593
1594         err = security_task_movememory(task);
1595         if (err)
1596                 goto out_put;
1597
1598         mm = get_task_mm(task);
1599         put_task_struct(task);
1600
1601         if (!mm) {
1602                 err = -EINVAL;
1603                 goto out;
1604         }
1605
1606         err = do_migrate_pages(mm, old, new,
1607                 capable(CAP_SYS_NICE) ? MPOL_MF_MOVE_ALL : MPOL_MF_MOVE);
1608
1609         mmput(mm);
1610 out:
1611         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1612
1613         return err;
1614
1615 out_put:
1616         put_task_struct(task);
1617         goto out;
1618
1619 }
1620
1621 SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, pid_t, pid, unsigned long, maxnode,
1622                 const unsigned long __user *, old_nodes,
1623                 const unsigned long __user *, new_nodes)
1624 {
1625         return kernel_migrate_pages(pid, maxnode, old_nodes, new_nodes);
1626 }
1627
1628
1629 /* Retrieve NUMA policy */
1630 static int kernel_get_mempolicy(int __user *policy,
1631                                 unsigned long __user *nmask,
1632                                 unsigned long maxnode,
1633                                 unsigned long addr,
1634                                 unsigned long flags)
1635 {
1636         int err;
1637         int pval;
1638         nodemask_t nodes;
1639
1640         if (nmask != NULL && maxnode < nr_node_ids)
1641                 return -EINVAL;
1642
1643         addr = untagged_addr(addr);
1644
1645         err = do_get_mempolicy(&pval, &nodes, addr, flags);
1646
1647         if (err)
1648                 return err;
1649
1650         if (policy && put_user(pval, policy))
1651                 return -EFAULT;
1652
1653         if (nmask)
1654                 err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, &nodes);
1655
1656         return err;
1657 }
1658
1659 SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1660                 unsigned long __user *, nmask, unsigned long, maxnode,
1661                 unsigned long, addr, unsigned long, flags)
1662 {
1663         return kernel_get_mempolicy(policy, nmask, maxnode, addr, flags);
1664 }
1665
1666 #ifdef CONFIG_COMPAT
1667
1668 COMPAT_SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1669                        compat_ulong_t __user *, nmask,
1670                        compat_ulong_t, maxnode,
1671                        compat_ulong_t, addr, compat_ulong_t, flags)
1672 {
1673         long err;
1674         unsigned long __user *nm = NULL;
1675         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1676         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1677
1678         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, nr_node_ids);
1679         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1680
1681         if (nmask)
1682                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1683
1684         err = kernel_get_mempolicy(policy, nm, nr_bits+1, addr, flags);
1685
1686         if (!err && nmask) {
1687                 unsigned long copy_size;
1688                 copy_size = min_t(unsigned long, sizeof(bm), alloc_size);
1689                 err = copy_from_user(bm, nm, copy_size);
1690                 /* ensure entire bitmap is zeroed */
1691                 err |= clear_user(nmask, ALIGN(maxnode-1, 8) / 8);
1692                 err |= compat_put_bitmap(nmask, bm, nr_bits);
1693         }
1694
1695         return err;
1696 }
1697
1698 COMPAT_SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, compat_ulong_t __user *, nmask,
1699                        compat_ulong_t, maxnode)
1700 {
1701         unsigned long __user *nm = NULL;
1702         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1703         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
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(bm, nmask, nr_bits))
1710                         return -EFAULT;
1711                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1712                 if (copy_to_user(nm, bm, alloc_size))
1713                         return -EFAULT;
1714         }
1715
1716         return kernel_set_mempolicy(mode, nm, nr_bits+1);
1717 }
1718
1719 COMPAT_SYSCALL_DEFINE6(mbind, compat_ulong_t, start, compat_ulong_t, len,
1720                        compat_ulong_t, mode, compat_ulong_t __user *, nmask,
1721                        compat_ulong_t, maxnode, compat_ulong_t, flags)
1722 {
1723         unsigned long __user *nm = NULL;
1724         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1725         nodemask_t bm;
1726
1727         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1728         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1729
1730         if (nmask) {
1731                 if (compat_get_bitmap(nodes_addr(bm), nmask, nr_bits))
1732                         return -EFAULT;
1733                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1734                 if (copy_to_user(nm, nodes_addr(bm), alloc_size))
1735                         return -EFAULT;
1736         }
1737
1738         return kernel_mbind(start, len, mode, nm, nr_bits+1, flags);
1739 }
1740
1741 COMPAT_SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, compat_pid_t, pid,
1742                        compat_ulong_t, maxnode,
1743                        const compat_ulong_t __user *, old_nodes,
1744                        const compat_ulong_t __user *, new_nodes)
1745 {
1746         unsigned long __user *old = NULL;
1747         unsigned long __user *new = NULL;
1748         nodemask_t tmp_mask;
1749         unsigned long nr_bits;
1750         unsigned long size;
1751
1752         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode - 1, MAX_NUMNODES);
1753         size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1754         if (old_nodes) {
1755                 if (compat_get_bitmap(nodes_addr(tmp_mask), old_nodes, nr_bits))
1756                         return -EFAULT;
1757                 old = compat_alloc_user_space(new_nodes ? size * 2 : size);
1758                 if (new_nodes)
1759                         new = old + size / sizeof(unsigned long);
1760                 if (copy_to_user(old, nodes_addr(tmp_mask), size))
1761                         return -EFAULT;
1762         }
1763         if (new_nodes) {
1764                 if (compat_get_bitmap(nodes_addr(tmp_mask), new_nodes, nr_bits))
1765                         return -EFAULT;
1766                 if (new == NULL)
1767                         new = compat_alloc_user_space(size);
1768                 if (copy_to_user(new, nodes_addr(tmp_mask), size))
1769                         return -EFAULT;
1770         }
1771         return kernel_migrate_pages(pid, nr_bits + 1, old, new);
1772 }
1773
1774 #endif /* CONFIG_COMPAT */
1775
1776 bool vma_migratable(struct vm_area_struct *vma)
1777 {
1778         if (vma->vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP))
1779                 return false;
1780
1781         /*
1782          * DAX device mappings require predictable access latency, so avoid
1783          * incurring periodic faults.
1784          */
1785         if (vma_is_dax(vma))
1786                 return false;
1787
1788         if (is_vm_hugetlb_page(vma) &&
1789                 !hugepage_migration_supported(hstate_vma(vma)))
1790                 return false;
1791
1792         /*
1793          * Migration allocates pages in the highest zone. If we cannot
1794          * do so then migration (at least from node to node) is not
1795          * possible.
1796          */
1797         if (vma->vm_file &&
1798                 gfp_zone(mapping_gfp_mask(vma->vm_file->f_mapping))
1799                         < policy_zone)
1800                 return false;
1801         return true;
1802 }
1803
1804 struct mempolicy *__get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1805                                                 unsigned long addr)
1806 {
1807         struct mempolicy *pol = NULL;
1808
1809         if (vma) {
1810                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1811                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
1812                 } else if (vma->vm_policy) {
1813                         pol = vma->vm_policy;
1814
1815                         /*
1816                          * shmem_alloc_page() passes MPOL_F_SHARED policy with
1817                          * a pseudo vma whose vma->vm_ops=NULL. Take a reference
1818                          * count on these policies which will be dropped by
1819                          * mpol_cond_put() later
1820                          */
1821                         if (mpol_needs_cond_ref(pol))
1822                                 mpol_get(pol);
1823                 }
1824         }
1825
1826         return pol;
1827 }
1828
1829 /*
1830  * get_vma_policy(@vma, @addr)
1831  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
1832  * @addr: address in @vma for shared policy lookup
1833  *
1834  * Returns effective policy for a VMA at specified address.
1835  * Falls back to current->mempolicy or system default policy, as necessary.
1836  * Shared policies [those marked as MPOL_F_SHARED] require an extra reference
1837  * count--added by the get_policy() vm_op, as appropriate--to protect against
1838  * freeing by another task.  It is the caller's responsibility to free the
1839  * extra reference for shared policies.
1840  */
1841 static struct mempolicy *get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1842                                                 unsigned long addr)
1843 {
1844         struct mempolicy *pol = __get_vma_policy(vma, addr);
1845
1846         if (!pol)
1847                 pol = get_task_policy(current);
1848
1849         return pol;
1850 }
1851
1852 bool vma_policy_mof(struct vm_area_struct *vma)
1853 {
1854         struct mempolicy *pol;
1855
1856         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1857                 bool ret = false;
1858
1859                 pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, vma->vm_start);
1860                 if (pol && (pol->flags & MPOL_F_MOF))
1861                         ret = true;
1862                 mpol_cond_put(pol);
1863
1864                 return ret;
1865         }
1866
1867         pol = vma->vm_policy;
1868         if (!pol)
1869                 pol = get_task_policy(current);
1870
1871         return pol->flags & MPOL_F_MOF;
1872 }
1873
1874 static int apply_policy_zone(struct mempolicy *policy, enum zone_type zone)
1875 {
1876         enum zone_type dynamic_policy_zone = policy_zone;
1877
1878         BUG_ON(dynamic_policy_zone == ZONE_MOVABLE);
1879
1880         /*
1881          * if policy->nodes has movable memory only,
1882          * we apply policy when gfp_zone(gfp) = ZONE_MOVABLE only.
1883          *
1884          * policy->nodes is intersect with node_states[N_MEMORY].
1885          * so if the following test fails, it implies
1886          * policy->nodes has movable memory only.
1887          */
1888         if (!nodes_intersects(policy->nodes, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
1889                 dynamic_policy_zone = ZONE_MOVABLE;
1890
1891         return zone >= dynamic_policy_zone;
1892 }
1893
1894 /*
1895  * Return a nodemask representing a mempolicy for filtering nodes for
1896  * page allocation
1897  */
1898 nodemask_t *policy_nodemask(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1899 {
1900         int mode = policy->mode;
1901
1902         /* Lower zones don't get a nodemask applied for MPOL_BIND */
1903         if (unlikely(mode == MPOL_BIND) &&
1904                 apply_policy_zone(policy, gfp_zone(gfp)) &&
1905                 cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(&policy->nodes))
1906                 return &policy->nodes;
1907
1908         if (mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
1909                 return &policy->nodes;
1910
1911         return NULL;
1912 }
1913
1914 /*
1915  * Return the  preferred node id for 'prefer' mempolicy, and return
1916  * the given id for all other policies.
1917  *
1918  * policy_node() is always coupled with policy_nodemask(), which
1919  * secures the nodemask limit for 'bind' and 'prefer-many' policy.
1920  */
1921 static int policy_node(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy, int nd)
1922 {
1923         if (policy->mode == MPOL_PREFERRED) {
1924                 nd = first_node(policy->nodes);
1925         } else {
1926                 /*
1927                  * __GFP_THISNODE shouldn't even be used with the bind policy
1928                  * because we might easily break the expectation to stay on the
1929                  * requested node and not break the policy.
1930                  */
1931                 WARN_ON_ONCE(policy->mode == MPOL_BIND && (gfp & __GFP_THISNODE));
1932         }
1933
1934         return nd;
1935 }
1936
1937 /* Do dynamic interleaving for a process */
1938 static unsigned interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
1939 {
1940         unsigned next;
1941         struct task_struct *me = current;
1942
1943         next = next_node_in(me->il_prev, policy->nodes);
1944         if (next < MAX_NUMNODES)
1945                 me->il_prev = next;
1946         return next;
1947 }
1948
1949 /*
1950  * Depending on the memory policy provide a node from which to allocate the
1951  * next slab entry.
1952  */
1953 unsigned int mempolicy_slab_node(void)
1954 {
1955         struct mempolicy *policy;
1956         int node = numa_mem_id();
1957
1958         if (in_interrupt())
1959                 return node;
1960
1961         policy = current->mempolicy;
1962         if (!policy)
1963                 return node;
1964
1965         switch (policy->mode) {
1966         case MPOL_PREFERRED:
1967                 return first_node(policy->nodes);
1968
1969         case MPOL_INTERLEAVE:
1970                 return interleave_nodes(policy);
1971
1972         case MPOL_BIND:
1973         case MPOL_PREFERRED_MANY:
1974         {
1975                 struct zoneref *z;
1976
1977                 /*
1978                  * Follow bind policy behavior and start allocation at the
1979                  * first node.
1980                  */
1981                 struct zonelist *zonelist;
1982                 enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(GFP_KERNEL);
1983                 zonelist = &NODE_DATA(node)->node_zonelists[ZONELIST_FALLBACK];
1984                 z = first_zones_zonelist(zonelist, highest_zoneidx,
1985                                                         &policy->nodes);
1986                 return z->zone ? zone_to_nid(z->zone) : node;
1987         }
1988         case MPOL_LOCAL:
1989                 return node;
1990
1991         default:
1992                 BUG();
1993         }
1994 }
1995
1996 /*
1997  * Do static interleaving for a VMA with known offset @n.  Returns the n'th
1998  * node in pol->nodes (starting from n=0), wrapping around if n exceeds the
1999  * number of present nodes.
2000  */
2001 static unsigned offset_il_node(struct mempolicy *pol, unsigned long n)
2002 {
2003         unsigned nnodes = nodes_weight(pol->nodes);
2004         unsigned target;
2005         int i;
2006         int nid;
2007
2008         if (!nnodes)
2009                 return numa_node_id();
2010         target = (unsigned int)n % nnodes;
2011         nid = first_node(pol->nodes);
2012         for (i = 0; i < target; i++)
2013                 nid = next_node(nid, pol->nodes);
2014         return nid;
2015 }
2016
2017 /* Determine a node number for interleave */
2018 static inline unsigned interleave_nid(struct mempolicy *pol,
2019                  struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, int shift)
2020 {
2021         if (vma) {
2022                 unsigned long off;
2023
2024                 /*
2025                  * for small pages, there is no difference between
2026                  * shift and PAGE_SHIFT, so the bit-shift is safe.
2027                  * for huge pages, since vm_pgoff is in units of small
2028                  * pages, we need to shift off the always 0 bits to get
2029                  * a useful offset.
2030                  */
2031                 BUG_ON(shift < PAGE_SHIFT);
2032                 off = vma->vm_pgoff >> (shift - PAGE_SHIFT);
2033                 off += (addr - vma->vm_start) >> shift;
2034                 return offset_il_node(pol, off);
2035         } else
2036                 return interleave_nodes(pol);
2037 }
2038
2039 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
2040 /*
2041  * huge_node(@vma, @addr, @gfp_flags, @mpol)
2042  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
2043  * @addr: address in @vma for shared policy lookup and interleave policy
2044  * @gfp_flags: for requested zone
2045  * @mpol: pointer to mempolicy pointer for reference counted mempolicy
2046  * @nodemask: pointer to nodemask pointer for 'bind' and 'prefer-many' policy
2047  *
2048  * Returns a nid suitable for a huge page allocation and a pointer
2049  * to the struct mempolicy for conditional unref after allocation.
2050  * If the effective policy is 'bind' or 'prefer-many', returns a pointer
2051  * to the mempolicy's @nodemask for filtering the zonelist.
2052  *
2053  * Must be protected by read_mems_allowed_begin()
2054  */
2055 int huge_node(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, gfp_t gfp_flags,
2056                                 struct mempolicy **mpol, nodemask_t **nodemask)
2057 {
2058         int nid;
2059         int mode;
2060
2061         *mpol = get_vma_policy(vma, addr);
2062         *nodemask = NULL;
2063         mode = (*mpol)->mode;
2064
2065         if (unlikely(mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
2066                 nid = interleave_nid(*mpol, vma, addr,
2067                                         huge_page_shift(hstate_vma(vma)));
2068         } else {
2069                 nid = policy_node(gfp_flags, *mpol, numa_node_id());
2070                 if (mode == MPOL_BIND || mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
2071                         *nodemask = &(*mpol)->nodes;
2072         }
2073         return nid;
2074 }
2075
2076 /*
2077  * init_nodemask_of_mempolicy
2078  *
2079  * If the current task's mempolicy is "default" [NULL], return 'false'
2080  * to indicate default policy.  Otherwise, extract the policy nodemask
2081  * for 'bind' or 'interleave' policy into the argument nodemask, or
2082  * initialize the argument nodemask to contain the single node for
2083  * 'preferred' or 'local' policy and return 'true' to indicate presence
2084  * of non-default mempolicy.
2085  *
2086  * We don't bother with reference counting the mempolicy [mpol_get/put]
2087  * because the current task is examining it's own mempolicy and a task's
2088  * mempolicy is only ever changed by the task itself.
2089  *
2090  * N.B., it is the caller's responsibility to free a returned nodemask.
2091  */
2092 bool init_nodemask_of_mempolicy(nodemask_t *mask)
2093 {
2094         struct mempolicy *mempolicy;
2095
2096         if (!(mask && current->mempolicy))
2097                 return false;
2098
2099         task_lock(current);
2100         mempolicy = current->mempolicy;
2101         switch (mempolicy->mode) {
2102         case MPOL_PREFERRED:
2103         case MPOL_PREFERRED_MANY:
2104         case MPOL_BIND:
2105         case MPOL_INTERLEAVE:
2106                 *mask = mempolicy->nodes;
2107                 break;
2108
2109         case MPOL_LOCAL:
2110                 init_nodemask_of_node(mask, numa_node_id());
2111                 break;
2112
2113         default:
2114                 BUG();
2115         }
2116         task_unlock(current);
2117
2118         return true;
2119 }
2120 #endif
2121
2122 /*
2123  * mempolicy_in_oom_domain
2124  *
2125  * If tsk's mempolicy is "bind", check for intersection between mask and
2126  * the policy nodemask. Otherwise, return true for all other policies
2127  * including "interleave", as a tsk with "interleave" policy may have
2128  * memory allocated from all nodes in system.
2129  *
2130  * Takes task_lock(tsk) to prevent freeing of its mempolicy.
2131  */
2132 bool mempolicy_in_oom_domain(struct task_struct *tsk,
2133                                         const nodemask_t *mask)
2134 {
2135         struct mempolicy *mempolicy;
2136         bool ret = true;
2137
2138         if (!mask)
2139                 return ret;
2140
2141         task_lock(tsk);
2142         mempolicy = tsk->mempolicy;
2143         if (mempolicy && mempolicy->mode == MPOL_BIND)
2144                 ret = nodes_intersects(mempolicy->nodes, *mask);
2145         task_unlock(tsk);
2146
2147         return ret;
2148 }
2149
2150 /* Allocate a page in interleaved policy.
2151    Own path because it needs to do special accounting. */
2152 static struct page *alloc_page_interleave(gfp_t gfp, unsigned order,
2153                                         unsigned nid)
2154 {
2155         struct page *page;
2156
2157         page = __alloc_pages(gfp, order, nid, NULL);
2158         /* skip NUMA_INTERLEAVE_HIT counter update if numa stats is disabled */
2159         if (!static_branch_likely(&vm_numa_stat_key))
2160                 return page;
2161         if (page && page_to_nid(page) == nid) {
2162                 preempt_disable();
2163                 __count_numa_event(page_zone(page), NUMA_INTERLEAVE_HIT);
2164                 preempt_enable();
2165         }
2166         return page;
2167 }
2168
2169 static struct page *alloc_pages_preferred_many(gfp_t gfp, unsigned int order,
2170                                                 int nid, struct mempolicy *pol)
2171 {
2172         struct page *page;
2173         gfp_t preferred_gfp;
2174
2175         /*
2176          * This is a two pass approach. The first pass will only try the
2177          * preferred nodes but skip the direct reclaim and allow the
2178          * allocation to fail, while the second pass will try all the
2179          * nodes in system.
2180          */
2181         preferred_gfp = gfp | __GFP_NOWARN;
2182         preferred_gfp &= ~(__GFP_DIRECT_RECLAIM | __GFP_NOFAIL);
2183         page = __alloc_pages(preferred_gfp, order, nid, &pol->nodes);
2184         if (!page)
2185                 page = __alloc_pages(gfp, order, numa_node_id(), NULL);
2186
2187         return page;
2188 }
2189
2190 /**
2191  * alloc_pages_vma - Allocate a page for a VMA.
2192  * @gfp: GFP flags.
2193  * @order: Order of the GFP allocation.
2194  * @vma: Pointer to VMA or NULL if not available.
2195  * @addr: Virtual address of the allocation.  Must be inside @vma.
2196  * @node: Which node to prefer for allocation (modulo policy).
2197  * @hugepage: For hugepages try only the preferred node if possible.
2198  *
2199  * Allocate a page for a specific address in @vma, using the appropriate
2200  * NUMA policy.  When @vma is not NULL the caller must hold the mmap_lock
2201  * of the mm_struct of the VMA to prevent it from going away.  Should be
2202  * used for all allocations for pages that will be mapped into user space.
2203  *
2204  * Return: The page on success or NULL if allocation fails.
2205  */
2206 struct page *alloc_pages_vma(gfp_t gfp, int order, struct vm_area_struct *vma,
2207                 unsigned long addr, int node, bool hugepage)
2208 {
2209         struct mempolicy *pol;
2210         struct page *page;
2211         int preferred_nid;
2212         nodemask_t *nmask;
2213
2214         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2215
2216         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
2217                 unsigned nid;
2218
2219                 nid = interleave_nid(pol, vma, addr, PAGE_SHIFT + order);
2220                 mpol_cond_put(pol);
2221                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, nid);
2222                 goto out;
2223         }
2224
2225         if (pol->mode == MPOL_PREFERRED_MANY) {
2226                 page = alloc_pages_preferred_many(gfp, order, node, pol);
2227                 mpol_cond_put(pol);
2228                 goto out;
2229         }
2230
2231         if (unlikely(IS_ENABLED(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) && hugepage)) {
2232                 int hpage_node = node;
2233
2234                 /*
2235                  * For hugepage allocation and non-interleave policy which
2236                  * allows the current node (or other explicitly preferred
2237                  * node) we only try to allocate from the current/preferred
2238                  * node and don't fall back to other nodes, as the cost of
2239                  * remote accesses would likely offset THP benefits.
2240                  *
2241                  * If the policy is interleave or does not allow the current
2242                  * node in its nodemask, we allocate the standard way.
2243                  */
2244                 if (pol->mode == MPOL_PREFERRED)
2245                         hpage_node = first_node(pol->nodes);
2246
2247                 nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2248                 if (!nmask || node_isset(hpage_node, *nmask)) {
2249                         mpol_cond_put(pol);
2250                         /*
2251                          * First, try to allocate THP only on local node, but
2252                          * don't reclaim unnecessarily, just compact.
2253                          */
2254                         page = __alloc_pages_node(hpage_node,
2255                                 gfp | __GFP_THISNODE | __GFP_NORETRY, order);
2256
2257                         /*
2258                          * If hugepage allocations are configured to always
2259                          * synchronous compact or the vma has been madvised
2260                          * to prefer hugepage backing, retry allowing remote
2261                          * memory with both reclaim and compact as well.
2262                          */
2263                         if (!page && (gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM))
2264                                 page = __alloc_pages_node(hpage_node,
2265                                                                 gfp, order);
2266
2267                         goto out;
2268                 }
2269         }
2270
2271         nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2272         preferred_nid = policy_node(gfp, pol, node);
2273         page = __alloc_pages(gfp, order, preferred_nid, nmask);
2274         mpol_cond_put(pol);
2275 out:
2276         return page;
2277 }
2278 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_vma);
2279
2280 /**
2281  * alloc_pages - Allocate pages.
2282  * @gfp: GFP flags.
2283  * @order: Power of two of number of pages to allocate.
2284  *
2285  * Allocate 1 << @order contiguous pages.  The physical address of the
2286  * first page is naturally aligned (eg an order-3 allocation will be aligned
2287  * to a multiple of 8 * PAGE_SIZE bytes).  The NUMA policy of the current
2288  * process is honoured when in process context.
2289  *
2290  * Context: Can be called from any context, providing the appropriate GFP
2291  * flags are used.
2292  * Return: The page on success or NULL if allocation fails.
2293  */
2294 struct page *alloc_pages(gfp_t gfp, unsigned order)
2295 {
2296         struct mempolicy *pol = &default_policy;
2297         struct page *page;
2298
2299         if (!in_interrupt() && !(gfp & __GFP_THISNODE))
2300                 pol = get_task_policy(current);
2301
2302         /*
2303          * No reference counting needed for current->mempolicy
2304          * nor system default_policy
2305          */
2306         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
2307                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, interleave_nodes(pol));
2308         else if (pol->mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
2309                 page = alloc_pages_preferred_many(gfp, order,
2310                                 numa_node_id(), pol);
2311         else
2312                 page = __alloc_pages(gfp, order,
2313                                 policy_node(gfp, pol, numa_node_id()),
2314                                 policy_nodemask(gfp, pol));
2315
2316         return page;
2317 }
2318 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages);
2319
2320 int vma_dup_policy(struct vm_area_struct *src, struct vm_area_struct *dst)
2321 {
2322         struct mempolicy *pol = mpol_dup(vma_policy(src));
2323
2324         if (IS_ERR(pol))
2325                 return PTR_ERR(pol);
2326         dst->vm_policy = pol;
2327         return 0;
2328 }
2329
2330 /*
2331  * If mpol_dup() sees current->cpuset == cpuset_being_rebound, then it
2332  * rebinds the mempolicy its copying by calling mpol_rebind_policy()
2333  * with the mems_allowed returned by cpuset_mems_allowed().  This
2334  * keeps mempolicies cpuset relative after its cpuset moves.  See
2335  * further kernel/cpuset.c update_nodemask().
2336  *
2337  * current's mempolicy may be rebinded by the other task(the task that changes
2338  * cpuset's mems), so we needn't do rebind work for current task.
2339  */
2340
2341 /* Slow path of a mempolicy duplicate */
2342 struct mempolicy *__mpol_dup(struct mempolicy *old)
2343 {
2344         struct mempolicy *new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2345
2346         if (!new)
2347                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2348
2349         /* task's mempolicy is protected by alloc_lock */
2350         if (old == current->mempolicy) {
2351                 task_lock(current);
2352                 *new = *old;
2353                 task_unlock(current);
2354         } else
2355                 *new = *old;
2356
2357         if (current_cpuset_is_being_rebound()) {
2358                 nodemask_t mems = cpuset_mems_allowed(current);
2359                 mpol_rebind_policy(new, &mems);
2360         }
2361         atomic_set(&new->refcnt, 1);
2362         return new;
2363 }
2364
2365 /* Slow path of a mempolicy comparison */
2366 bool __mpol_equal(struct mempolicy *a, struct mempolicy *b)
2367 {
2368         if (!a || !b)
2369                 return false;
2370         if (a->mode != b->mode)
2371                 return false;
2372         if (a->flags != b->flags)
2373                 return false;
2374         if (mpol_store_user_nodemask(a))
2375                 if (!nodes_equal(a->w.user_nodemask, b->w.user_nodemask))
2376                         return false;
2377
2378         switch (a->mode) {
2379         case MPOL_BIND:
2380         case MPOL_INTERLEAVE:
2381         case MPOL_PREFERRED:
2382         case MPOL_PREFERRED_MANY:
2383                 return !!nodes_equal(a->nodes, b->nodes);
2384         case MPOL_LOCAL:
2385                 return true;
2386         default:
2387                 BUG();
2388                 return false;
2389         }
2390 }
2391
2392 /*
2393  * Shared memory backing store policy support.
2394  *
2395  * Remember policies even when nobody has shared memory mapped.
2396  * The policies are kept in Red-Black tree linked from the inode.
2397  * They are protected by the sp->lock rwlock, which should be held
2398  * for any accesses to the tree.
2399  */
2400
2401 /*
2402  * lookup first element intersecting start-end.  Caller holds sp->lock for
2403  * reading or for writing
2404  */
2405 static struct sp_node *
2406 sp_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long start, unsigned long end)
2407 {
2408         struct rb_node *n = sp->root.rb_node;
2409
2410         while (n) {
2411                 struct sp_node *p = rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2412
2413                 if (start >= p->end)
2414                         n = n->rb_right;
2415                 else if (end <= p->start)
2416                         n = n->rb_left;
2417                 else
2418                         break;
2419         }
2420         if (!n)
2421                 return NULL;
2422         for (;;) {
2423                 struct sp_node *w = NULL;
2424                 struct rb_node *prev = rb_prev(n);
2425                 if (!prev)
2426                         break;
2427                 w = rb_entry(prev, struct sp_node, nd);
2428                 if (w->end <= start)
2429                         break;
2430                 n = prev;
2431         }
2432         return rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2433 }
2434
2435 /*
2436  * Insert a new shared policy into the list.  Caller holds sp->lock for
2437  * writing.
2438  */
2439 static void sp_insert(struct shared_policy *sp, struct sp_node *new)
2440 {
2441         struct rb_node **p = &sp->root.rb_node;
2442         struct rb_node *parent = NULL;
2443         struct sp_node *nd;
2444
2445         while (*p) {
2446                 parent = *p;
2447                 nd = rb_entry(parent, struct sp_node, nd);
2448                 if (new->start < nd->start)
2449                         p = &(*p)->rb_left;
2450                 else if (new->end > nd->end)
2451                         p = &(*p)->rb_right;
2452                 else
2453                         BUG();
2454         }
2455         rb_link_node(&new->nd, parent, p);
2456         rb_insert_color(&new->nd, &sp->root);
2457         pr_debug("inserting %lx-%lx: %d\n", new->start, new->end,
2458                  new->policy ? new->policy->mode : 0);
2459 }
2460
2461 /* Find shared policy intersecting idx */
2462 struct mempolicy *
2463 mpol_shared_policy_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long idx)
2464 {
2465         struct mempolicy *pol = NULL;
2466         struct sp_node *sn;
2467
2468         if (!sp->root.rb_node)
2469                 return NULL;
2470         read_lock(&sp->lock);
2471         sn = sp_lookup(sp, idx, idx+1);
2472         if (sn) {
2473                 mpol_get(sn->policy);
2474                 pol = sn->policy;
2475         }
2476         read_unlock(&sp->lock);
2477         return pol;
2478 }
2479
2480 static void sp_free(struct sp_node *n)
2481 {
2482         mpol_put(n->policy);
2483         kmem_cache_free(sn_cache, n);
2484 }
2485
2486 /**
2487  * mpol_misplaced - check whether current page node is valid in policy
2488  *
2489  * @page: page to be checked
2490  * @vma: vm area where page mapped
2491  * @addr: virtual address where page mapped
2492  *
2493  * Lookup current policy node id for vma,addr and "compare to" page's
2494  * node id.  Policy determination "mimics" alloc_page_vma().
2495  * Called from fault path where we know the vma and faulting address.
2496  *
2497  * Return: NUMA_NO_NODE if the page is in a node that is valid for this
2498  * policy, or a suitable node ID to allocate a replacement page from.
2499  */
2500 int mpol_misplaced(struct page *page, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
2501 {
2502         struct mempolicy *pol;
2503         struct zoneref *z;
2504         int curnid = page_to_nid(page);
2505         unsigned long pgoff;
2506         int thiscpu = raw_smp_processor_id();
2507         int thisnid = cpu_to_node(thiscpu);
2508         int polnid = NUMA_NO_NODE;
2509         int ret = NUMA_NO_NODE;
2510
2511         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2512         if (!(pol->flags & MPOL_F_MOF))
2513                 goto out;
2514
2515         switch (pol->mode) {
2516         case MPOL_INTERLEAVE:
2517                 pgoff = vma->vm_pgoff;
2518                 pgoff += (addr - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2519                 polnid = offset_il_node(pol, pgoff);
2520                 break;
2521
2522         case MPOL_PREFERRED:
2523                 if (node_isset(curnid, pol->nodes))
2524                         goto out;
2525                 polnid = first_node(pol->nodes);
2526                 break;
2527
2528         case MPOL_LOCAL:
2529                 polnid = numa_node_id();
2530                 break;
2531
2532         case MPOL_BIND:
2533                 /* Optimize placement among multiple nodes via NUMA balancing */
2534                 if (pol->flags & MPOL_F_MORON) {
2535                         if (node_isset(thisnid, pol->nodes))
2536                                 break;
2537                         goto out;
2538                 }
2539                 fallthrough;
2540
2541         case MPOL_PREFERRED_MANY:
2542                 /*
2543                  * use current page if in policy nodemask,
2544                  * else select nearest allowed node, if any.
2545                  * If no allowed nodes, use current [!misplaced].
2546                  */
2547                 if (node_isset(curnid, pol->nodes))
2548                         goto out;
2549                 z = first_zones_zonelist(
2550                                 node_zonelist(numa_node_id(), GFP_HIGHUSER),
2551                                 gfp_zone(GFP_HIGHUSER),
2552                                 &pol->nodes);
2553                 polnid = zone_to_nid(z->zone);
2554                 break;
2555
2556         default:
2557                 BUG();
2558         }
2559
2560         /* Migrate the page towards the node whose CPU is referencing it */
2561         if (pol->flags & MPOL_F_MORON) {
2562                 polnid = thisnid;
2563
2564                 if (!should_numa_migrate_memory(current, page, curnid, thiscpu))
2565                         goto out;
2566         }
2567
2568         if (curnid != polnid)
2569                 ret = polnid;
2570 out:
2571         mpol_cond_put(pol);
2572
2573         return ret;
2574 }
2575
2576 /*
2577  * Drop the (possibly final) reference to task->mempolicy.  It needs to be
2578  * dropped after task->mempolicy is set to NULL so that any allocation done as
2579  * part of its kmem_cache_free(), such as by KASAN, doesn't reference a freed
2580  * policy.
2581  */
2582 void mpol_put_task_policy(struct task_struct *task)
2583 {
2584         struct mempolicy *pol;
2585
2586         task_lock(task);
2587         pol = task->mempolicy;
2588         task->mempolicy = NULL;
2589         task_unlock(task);
2590         mpol_put(pol);
2591 }
2592
2593 static void sp_delete(struct shared_policy *sp, struct sp_node *n)
2594 {
2595         pr_debug("deleting %lx-l%lx\n", n->start, n->end);
2596         rb_erase(&n->nd, &sp->root);
2597         sp_free(n);
2598 }
2599
2600 static void sp_node_init(struct sp_node *node, unsigned long start,
2601                         unsigned long end, struct mempolicy *pol)
2602 {
2603         node->start = start;
2604         node->end = end;
2605         node->policy = pol;
2606 }
2607
2608 static struct sp_node *sp_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
2609                                 struct mempolicy *pol)
2610 {
2611         struct sp_node *n;
2612         struct mempolicy *newpol;
2613
2614         n = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2615         if (!n)
2616                 return NULL;
2617
2618         newpol = mpol_dup(pol);
2619         if (IS_ERR(newpol)) {
2620                 kmem_cache_free(sn_cache, n);
2621                 return NULL;
2622         }
2623         newpol->flags |= MPOL_F_SHARED;
2624         sp_node_init(n, start, end, newpol);
2625
2626         return n;
2627 }
2628
2629 /* Replace a policy range. */
2630 static int shared_policy_replace(struct shared_policy *sp, unsigned long start,
2631                                  unsigned long end, struct sp_node *new)
2632 {
2633         struct sp_node *n;
2634         struct sp_node *n_new = NULL;
2635         struct mempolicy *mpol_new = NULL;
2636         int ret = 0;
2637
2638 restart:
2639         write_lock(&sp->lock);
2640         n = sp_lookup(sp, start, end);
2641         /* Take care of old policies in the same range. */
2642         while (n && n->start < end) {
2643                 struct rb_node *next = rb_next(&n->nd);
2644                 if (n->start >= start) {
2645                         if (n->end <= end)
2646                                 sp_delete(sp, n);
2647                         else
2648                                 n->start = end;
2649                 } else {
2650                         /* Old policy spanning whole new range. */
2651                         if (n->end > end) {
2652                                 if (!n_new)
2653                                         goto alloc_new;
2654
2655                                 *mpol_new = *n->policy;
2656                                 atomic_set(&mpol_new->refcnt, 1);
2657                                 sp_node_init(n_new, end, n->end, mpol_new);
2658                                 n->end = start;
2659                                 sp_insert(sp, n_new);
2660                                 n_new = NULL;
2661                                 mpol_new = NULL;
2662                                 break;
2663                         } else
2664                                 n->end = start;
2665                 }
2666                 if (!next)
2667                         break;
2668                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2669         }
2670         if (new)
2671                 sp_insert(sp, new);
2672         write_unlock(&sp->lock);
2673         ret = 0;
2674
2675 err_out:
2676         if (mpol_new)
2677                 mpol_put(mpol_new);
2678         if (n_new)
2679                 kmem_cache_free(sn_cache, n_new);
2680
2681         return ret;
2682
2683 alloc_new:
2684         write_unlock(&sp->lock);
2685         ret = -ENOMEM;
2686         n_new = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2687         if (!n_new)
2688                 goto err_out;
2689         mpol_new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2690         if (!mpol_new)
2691                 goto err_out;
2692         goto restart;
2693 }
2694
2695 /**
2696  * mpol_shared_policy_init - initialize shared policy for inode
2697  * @sp: pointer to inode shared policy
2698  * @mpol:  struct mempolicy to install
2699  *
2700  * Install non-NULL @mpol in inode's shared policy rb-tree.
2701  * On entry, the current task has a reference on a non-NULL @mpol.
2702  * This must be released on exit.
2703  * This is called at get_inode() calls and we can use GFP_KERNEL.
2704  */
2705 void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *sp, struct mempolicy *mpol)
2706 {
2707         int ret;
2708
2709         sp->root = RB_ROOT;             /* empty tree == default mempolicy */
2710         rwlock_init(&sp->lock);
2711
2712         if (mpol) {
2713                 struct vm_area_struct pvma;
2714                 struct mempolicy *new;
2715                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2716
2717                 if (!scratch)
2718                         goto put_mpol;
2719                 /* contextualize the tmpfs mount point mempolicy */
2720                 new = mpol_new(mpol->mode, mpol->flags, &mpol->w.user_nodemask);
2721                 if (IS_ERR(new))
2722                         goto free_scratch; /* no valid nodemask intersection */
2723
2724                 task_lock(current);
2725                 ret = mpol_set_nodemask(new, &mpol->w.user_nodemask, scratch);
2726                 task_unlock(current);
2727                 if (ret)
2728                         goto put_new;
2729
2730                 /* Create pseudo-vma that contains just the policy */
2731                 vma_init(&pvma, NULL);
2732                 pvma.vm_end = TASK_SIZE;        /* policy covers entire file */
2733                 mpol_set_shared_policy(sp, &pvma, new); /* adds ref */
2734
2735 put_new:
2736                 mpol_put(new);                  /* drop initial ref */
2737 free_scratch:
2738                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2739 put_mpol:
2740                 mpol_put(mpol); /* drop our incoming ref on sb mpol */
2741         }
2742 }
2743
2744 int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *info,
2745                         struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *npol)
2746 {
2747         int err;
2748         struct sp_node *new = NULL;
2749         unsigned long sz = vma_pages(vma);
2750
2751         pr_debug("set_shared_policy %lx sz %lu %d %d %lx\n",
2752                  vma->vm_pgoff,
2753                  sz, npol ? npol->mode : -1,
2754                  npol ? npol->flags : -1,
2755                  npol ? nodes_addr(npol->nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
2756
2757         if (npol) {
2758                 new = sp_alloc(vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, npol);
2759                 if (!new)
2760                         return -ENOMEM;
2761         }
2762         err = shared_policy_replace(info, vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff+sz, new);
2763         if (err && new)
2764                 sp_free(new);
2765         return err;
2766 }
2767
2768 /* Free a backing policy store on inode delete. */
2769 void mpol_free_shared_policy(struct shared_policy *p)
2770 {
2771         struct sp_node *n;
2772         struct rb_node *next;
2773
2774         if (!p->root.rb_node)
2775                 return;
2776         write_lock(&p->lock);
2777         next = rb_first(&p->root);
2778         while (next) {
2779                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2780                 next = rb_next(&n->nd);
2781                 sp_delete(p, n);
2782         }
2783         write_unlock(&p->lock);
2784 }
2785
2786 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2787 static int __initdata numabalancing_override;
2788
2789 static void __init check_numabalancing_enable(void)
2790 {
2791         bool numabalancing_default = false;
2792
2793         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA_BALANCING_DEFAULT_ENABLED))
2794                 numabalancing_default = true;
2795
2796         /* Parsed by setup_numabalancing. override == 1 enables, -1 disables */
2797         if (numabalancing_override)
2798                 set_numabalancing_state(numabalancing_override == 1);
2799
2800         if (num_online_nodes() > 1 && !numabalancing_override) {
2801                 pr_info("%s automatic NUMA balancing. Configure with numa_balancing= or the kernel.numa_balancing sysctl\n",
2802                         numabalancing_default ? "Enabling" : "Disabling");
2803                 set_numabalancing_state(numabalancing_default);
2804         }
2805 }
2806
2807 static int __init setup_numabalancing(char *str)
2808 {
2809         int ret = 0;
2810         if (!str)
2811                 goto out;
2812
2813         if (!strcmp(str, "enable")) {
2814                 numabalancing_override = 1;
2815                 ret = 1;
2816         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2817                 numabalancing_override = -1;
2818                 ret = 1;
2819         }
2820 out:
2821         if (!ret)
2822                 pr_warn("Unable to parse numa_balancing=\n");
2823
2824         return ret;
2825 }
2826 __setup("numa_balancing=", setup_numabalancing);
2827 #else
2828 static inline void __init check_numabalancing_enable(void)
2829 {
2830 }
2831 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2832
2833 /* assumes fs == KERNEL_DS */
2834 void __init numa_policy_init(void)
2835 {
2836         nodemask_t interleave_nodes;
2837         unsigned long largest = 0;
2838         int nid, prefer = 0;
2839
2840         policy_cache = kmem_cache_create("numa_policy",
2841                                          sizeof(struct mempolicy),
2842                                          0, SLAB_PANIC, NULL);
2843
2844         sn_cache = kmem_cache_create("shared_policy_node",
2845                                      sizeof(struct sp_node),
2846                                      0, SLAB_PANIC, NULL);
2847
2848         for_each_node(nid) {
2849                 preferred_node_policy[nid] = (struct mempolicy) {
2850                         .refcnt = ATOMIC_INIT(1),
2851                         .mode = MPOL_PREFERRED,
2852                         .flags = MPOL_F_MOF | MPOL_F_MORON,
2853                         .nodes = nodemask_of_node(nid),
2854                 };
2855         }
2856
2857         /*
2858          * Set interleaving policy for system init. Interleaving is only
2859          * enabled across suitably sized nodes (default is >= 16MB), or
2860          * fall back to the largest node if they're all smaller.
2861          */
2862         nodes_clear(interleave_nodes);
2863         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
2864                 unsigned long total_pages = node_present_pages(nid);
2865
2866                 /* Preserve the largest node */
2867                 if (largest < total_pages) {
2868                         largest = total_pages;
2869                         prefer = nid;
2870                 }
2871
2872                 /* Interleave this node? */
2873                 if ((total_pages << PAGE_SHIFT) >= (16 << 20))
2874                         node_set(nid, interleave_nodes);
2875         }
2876
2877         /* All too small, use the largest */
2878         if (unlikely(nodes_empty(interleave_nodes)))
2879                 node_set(prefer, interleave_nodes);
2880
2881         if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, 0, &interleave_nodes))
2882                 pr_err("%s: interleaving failed\n", __func__);
2883
2884         check_numabalancing_enable();
2885 }
2886
2887 /* Reset policy of current process to default */
2888 void numa_default_policy(void)
2889 {
2890         do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, 0, NULL);
2891 }
2892
2893 /*
2894  * Parse and format mempolicy from/to strings
2895  */
2896
2897 static const char * const policy_modes[] =
2898 {
2899         [MPOL_DEFAULT]    = "default",
2900         [MPOL_PREFERRED]  = "prefer",
2901         [MPOL_BIND]       = "bind",
2902         [MPOL_INTERLEAVE] = "interleave",
2903         [MPOL_LOCAL]      = "local",
2904         [MPOL_PREFERRED_MANY]  = "prefer (many)",
2905 };
2906
2907
2908 #ifdef CONFIG_TMPFS
2909 /**
2910  * mpol_parse_str - parse string to mempolicy, for tmpfs mpol mount option.
2911  * @str:  string containing mempolicy to parse
2912  * @mpol:  pointer to struct mempolicy pointer, returned on success.
2913  *
2914  * Format of input:
2915  *      <mode>[=<flags>][:<nodelist>]
2916  *
2917  * On success, returns 0, else 1
2918  */
2919 int mpol_parse_str(char *str, struct mempolicy **mpol)
2920 {
2921         struct mempolicy *new = NULL;
2922         unsigned short mode_flags;
2923         nodemask_t nodes;
2924         char *nodelist = strchr(str, ':');
2925         char *flags = strchr(str, '=');
2926         int err = 1, mode;
2927
2928         if (flags)
2929                 *flags++ = '\0';        /* terminate mode string */
2930
2931         if (nodelist) {
2932                 /* NUL-terminate mode or flags string */
2933                 *nodelist++ = '\0';
2934                 if (nodelist_parse(nodelist, nodes))
2935                         goto out;
2936                 if (!nodes_subset(nodes, node_states[N_MEMORY]))
2937                         goto out;
2938         } else
2939                 nodes_clear(nodes);
2940
2941         mode = match_string(policy_modes, MPOL_MAX, str);
2942         if (mode < 0)
2943                 goto out;
2944
2945         switch (mode) {
2946         case MPOL_PREFERRED:
2947                 /*
2948                  * Insist on a nodelist of one node only, although later
2949                  * we use first_node(nodes) to grab a single node, so here
2950                  * nodelist (or nodes) cannot be empty.
2951                  */
2952                 if (nodelist) {
2953                         char *rest = nodelist;
2954                         while (isdigit(*rest))
2955                                 rest++;
2956                         if (*rest)
2957                                 goto out;
2958                         if (nodes_empty(nodes))
2959                                 goto out;
2960                 }
2961                 break;
2962         case MPOL_INTERLEAVE:
2963                 /*
2964                  * Default to online nodes with memory if no nodelist
2965                  */
2966                 if (!nodelist)
2967                         nodes = node_states[N_MEMORY];
2968                 break;
2969         case MPOL_LOCAL:
2970                 /*
2971                  * Don't allow a nodelist;  mpol_new() checks flags
2972                  */
2973                 if (nodelist)
2974                         goto out;
2975                 break;
2976         case MPOL_DEFAULT:
2977                 /*
2978                  * Insist on a empty nodelist
2979                  */
2980                 if (!nodelist)
2981                         err = 0;
2982                 goto out;
2983         case MPOL_PREFERRED_MANY:
2984         case MPOL_BIND:
2985                 /*
2986                  * Insist on a nodelist
2987                  */
2988                 if (!nodelist)
2989                         goto out;
2990         }
2991
2992         mode_flags = 0;
2993         if (flags) {
2994                 /*
2995                  * Currently, we only support two mutually exclusive
2996                  * mode flags.
2997                  */
2998                 if (!strcmp(flags, "static"))
2999                         mode_flags |= MPOL_F_STATIC_NODES;
3000                 else if (!strcmp(flags, "relative"))
3001                         mode_flags |= MPOL_F_RELATIVE_NODES;
3002                 else
3003                         goto out;
3004         }
3005
3006         new = mpol_new(mode, mode_flags, &nodes);
3007         if (IS_ERR(new))
3008                 goto out;
3009
3010         /*
3011          * Save nodes for mpol_to_str() to show the tmpfs mount options
3012          * for /proc/mounts, /proc/pid/mounts and /proc/pid/mountinfo.
3013          */
3014         if (mode != MPOL_PREFERRED) {
3015                 new->nodes = nodes;
3016         } else if (nodelist) {
3017                 nodes_clear(new->nodes);
3018                 node_set(first_node(nodes), new->nodes);
3019         } else {
3020                 new->mode = MPOL_LOCAL;
3021         }
3022
3023         /*
3024          * Save nodes for contextualization: this will be used to "clone"
3025          * the mempolicy in a specific context [cpuset] at a later time.
3026          */
3027         new->w.user_nodemask = nodes;
3028
3029         err = 0;
3030
3031 out:
3032         /* Restore string for error message */
3033         if (nodelist)
3034                 *--nodelist = ':';
3035         if (flags)
3036                 *--flags = '=';
3037         if (!err)
3038                 *mpol = new;
3039         return err;
3040 }
3041 #endif /* CONFIG_TMPFS */
3042
3043 /**
3044  * mpol_to_str - format a mempolicy structure for printing
3045  * @buffer:  to contain formatted mempolicy string
3046  * @maxlen:  length of @buffer
3047  * @pol:  pointer to mempolicy to be formatted
3048  *
3049  * Convert @pol into a string.  If @buffer is too short, truncate the string.
3050  * Recommend a @maxlen of at least 32 for the longest mode, "interleave", the
3051  * longest flag, "relative", and to display at least a few node ids.
3052  */
3053 void mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol)
3054 {
3055         char *p = buffer;
3056         nodemask_t nodes = NODE_MASK_NONE;
3057         unsigned short mode = MPOL_DEFAULT;
3058         unsigned short flags = 0;
3059
3060         if (pol && pol != &default_policy && !(pol->flags & MPOL_F_MORON)) {
3061                 mode = pol->mode;
3062                 flags = pol->flags;
3063         }
3064
3065         switch (mode) {
3066         case MPOL_DEFAULT:
3067         case MPOL_LOCAL:
3068                 break;
3069         case MPOL_PREFERRED:
3070         case MPOL_PREFERRED_MANY:
3071         case MPOL_BIND:
3072         case MPOL_INTERLEAVE:
3073                 nodes = pol->nodes;
3074                 break;
3075         default:
3076                 WARN_ON_ONCE(1);
3077                 snprintf(p, maxlen, "unknown");
3078                 return;
3079         }
3080
3081         p += snprintf(p, maxlen, "%s", policy_modes[mode]);
3082
3083         if (flags & MPOL_MODE_FLAGS) {
3084                 p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "=");
3085
3086                 /*
3087                  * Currently, the only defined flags are mutually exclusive
3088                  */
3089                 if (flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
3090                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "static");
3091                 else if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
3092                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "relative");
3093         }
3094
3095         if (!nodes_empty(nodes))
3096                 p += scnprintf(p, buffer + maxlen - p, ":%*pbl",
3097                                nodemask_pr_args(&nodes));
3098 }
3099
3100 bool numa_demotion_enabled = false;
3101
3102 #ifdef CONFIG_SYSFS
3103 static ssize_t numa_demotion_enabled_show(struct kobject *kobj,
3104                                           struct kobj_attribute *attr, char *buf)
3105 {
3106         return sysfs_emit(buf, "%s\n",
3107                           numa_demotion_enabled? "true" : "false");
3108 }
3109
3110 static ssize_t numa_demotion_enabled_store(struct kobject *kobj,
3111                                            struct kobj_attribute *attr,
3112                                            const char *buf, size_t count)
3113 {
3114         if (!strncmp(buf, "true", 4) || !strncmp(buf, "1", 1))
3115                 numa_demotion_enabled = true;
3116         else if (!strncmp(buf, "false", 5) || !strncmp(buf, "0", 1))
3117                 numa_demotion_enabled = false;
3118         else
3119                 return -EINVAL;
3120
3121         return count;
3122 }
3123
3124 static struct kobj_attribute numa_demotion_enabled_attr =
3125         __ATTR(demotion_enabled, 0644, numa_demotion_enabled_show,
3126                numa_demotion_enabled_store);
3127
3128 static struct attribute *numa_attrs[] = {
3129         &numa_demotion_enabled_attr.attr,
3130         NULL,
3131 };
3132
3133 static const struct attribute_group numa_attr_group = {
3134         .attrs = numa_attrs,
3135 };
3136
3137 static int __init numa_init_sysfs(void)
3138 {
3139         int err;
3140         struct kobject *numa_kobj;
3141
3142         numa_kobj = kobject_create_and_add("numa", mm_kobj);
3143         if (!numa_kobj) {
3144                 pr_err("failed to create numa kobject\n");
3145                 return -ENOMEM;
3146         }
3147         err = sysfs_create_group(numa_kobj, &numa_attr_group);
3148         if (err) {
3149                 pr_err("failed to register numa group\n");
3150                 goto delete_obj;
3151         }
3152         return 0;
3153
3154 delete_obj:
3155         kobject_put(numa_kobj);
3156         return err;
3157 }
3158 subsys_initcall(numa_init_sysfs);
3159 #endif