GNU Linux-libre 4.14.319-gnu1
[releases.git] / mm / mempolicy.c
1 /*
2  * Simple NUMA memory policy for the Linux kernel.
3  *
4  * Copyright 2003,2004 Andi Kleen, SuSE Labs.
5  * (C) Copyright 2005 Christoph Lameter, Silicon Graphics, Inc.
6  * Subject to the GNU Public License, version 2.
7  *
8  * NUMA policy allows the user to give hints in which node(s) memory should
9  * be allocated.
10  *
11  * Support four policies per VMA and per process:
12  *
13  * The VMA policy has priority over the process policy for a page fault.
14  *
15  * interleave     Allocate memory interleaved over a set of nodes,
16  *                with normal fallback if it fails.
17  *                For VMA based allocations this interleaves based on the
18  *                offset into the backing object or offset into the mapping
19  *                for anonymous memory. For process policy an process counter
20  *                is used.
21  *
22  * bind           Only allocate memory on a specific set of nodes,
23  *                no fallback.
24  *                FIXME: memory is allocated starting with the first node
25  *                to the last. It would be better if bind would truly restrict
26  *                the allocation to memory nodes instead
27  *
28  * preferred       Try a specific node first before normal fallback.
29  *                As a special case NUMA_NO_NODE here means do the allocation
30  *                on the local CPU. This is normally identical to default,
31  *                but useful to set in a VMA when you have a non default
32  *                process policy.
33  *
34  * default        Allocate on the local node first, or when on a VMA
35  *                use the process policy. This is what Linux always did
36  *                in a NUMA aware kernel and still does by, ahem, default.
37  *
38  * The process policy is applied for most non interrupt memory allocations
39  * in that process' context. Interrupts ignore the policies and always
40  * try to allocate on the local CPU. The VMA policy is only applied for memory
41  * allocations for a VMA in the VM.
42  *
43  * Currently there are a few corner cases in swapping where the policy
44  * is not applied, but the majority should be handled. When process policy
45  * is used it is not remembered over swap outs/swap ins.
46  *
47  * Only the highest zone in the zone hierarchy gets policied. Allocations
48  * requesting a lower zone just use default policy. This implies that
49  * on systems with highmem kernel lowmem allocation don't get policied.
50  * Same with GFP_DMA allocations.
51  *
52  * For shmfs/tmpfs/hugetlbfs shared memory the policy is shared between
53  * all users and remembered even when nobody has memory mapped.
54  */
55
56 /* Notebook:
57    fix mmap readahead to honour policy and enable policy for any page cache
58    object
59    statistics for bigpages
60    global policy for page cache? currently it uses process policy. Requires
61    first item above.
62    handle mremap for shared memory (currently ignored for the policy)
63    grows down?
64    make bind policy root only? It can trigger oom much faster and the
65    kernel is not always grateful with that.
66 */
67
68 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
69
70 #include <linux/mempolicy.h>
71 #include <linux/mm.h>
72 #include <linux/highmem.h>
73 #include <linux/hugetlb.h>
74 #include <linux/kernel.h>
75 #include <linux/sched.h>
76 #include <linux/sched/mm.h>
77 #include <linux/sched/numa_balancing.h>
78 #include <linux/sched/task.h>
79 #include <linux/nodemask.h>
80 #include <linux/cpuset.h>
81 #include <linux/slab.h>
82 #include <linux/string.h>
83 #include <linux/export.h>
84 #include <linux/nsproxy.h>
85 #include <linux/interrupt.h>
86 #include <linux/init.h>
87 #include <linux/compat.h>
88 #include <linux/swap.h>
89 #include <linux/seq_file.h>
90 #include <linux/proc_fs.h>
91 #include <linux/migrate.h>
92 #include <linux/ksm.h>
93 #include <linux/rmap.h>
94 #include <linux/security.h>
95 #include <linux/syscalls.h>
96 #include <linux/ctype.h>
97 #include <linux/mm_inline.h>
98 #include <linux/mmu_notifier.h>
99 #include <linux/printk.h>
100 #include <linux/swapops.h>
101
102 #include <asm/tlbflush.h>
103 #include <linux/uaccess.h>
104
105 #include "internal.h"
106
107 /* Internal flags */
108 #define MPOL_MF_DISCONTIG_OK (MPOL_MF_INTERNAL << 0)    /* Skip checks for continuous vmas */
109 #define MPOL_MF_INVERT (MPOL_MF_INTERNAL << 1)          /* Invert check for nodemask */
110
111 static struct kmem_cache *policy_cache;
112 static struct kmem_cache *sn_cache;
113
114 /* Highest zone. An specific allocation for a zone below that is not
115    policied. */
116 enum zone_type policy_zone = 0;
117
118 /*
119  * run-time system-wide default policy => local allocation
120  */
121 static struct mempolicy default_policy = {
122         .refcnt = ATOMIC_INIT(1), /* never free it */
123         .mode = MPOL_PREFERRED,
124         .flags = MPOL_F_LOCAL,
125 };
126
127 static struct mempolicy preferred_node_policy[MAX_NUMNODES];
128
129 struct mempolicy *get_task_policy(struct task_struct *p)
130 {
131         struct mempolicy *pol = p->mempolicy;
132         int node;
133
134         if (pol)
135                 return pol;
136
137         node = numa_node_id();
138         if (node != NUMA_NO_NODE) {
139                 pol = &preferred_node_policy[node];
140                 /* preferred_node_policy is not initialised early in boot */
141                 if (pol->mode)
142                         return pol;
143         }
144
145         return &default_policy;
146 }
147
148 static const struct mempolicy_operations {
149         int (*create)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
150         void (*rebind)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
151 } mpol_ops[MPOL_MAX];
152
153 static inline int mpol_store_user_nodemask(const struct mempolicy *pol)
154 {
155         return pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS;
156 }
157
158 static void mpol_relative_nodemask(nodemask_t *ret, const nodemask_t *orig,
159                                    const nodemask_t *rel)
160 {
161         nodemask_t tmp;
162         nodes_fold(tmp, *orig, nodes_weight(*rel));
163         nodes_onto(*ret, tmp, *rel);
164 }
165
166 static int mpol_new_interleave(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
167 {
168         if (nodes_empty(*nodes))
169                 return -EINVAL;
170         pol->v.nodes = *nodes;
171         return 0;
172 }
173
174 static int mpol_new_preferred(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
175 {
176         if (!nodes)
177                 pol->flags |= MPOL_F_LOCAL;     /* local allocation */
178         else if (nodes_empty(*nodes))
179                 return -EINVAL;                 /*  no allowed nodes */
180         else
181                 pol->v.preferred_node = first_node(*nodes);
182         return 0;
183 }
184
185 static int mpol_new_bind(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
186 {
187         if (nodes_empty(*nodes))
188                 return -EINVAL;
189         pol->v.nodes = *nodes;
190         return 0;
191 }
192
193 /*
194  * mpol_set_nodemask is called after mpol_new() to set up the nodemask, if
195  * any, for the new policy.  mpol_new() has already validated the nodes
196  * parameter with respect to the policy mode and flags.  But, we need to
197  * handle an empty nodemask with MPOL_PREFERRED here.
198  *
199  * Must be called holding task's alloc_lock to protect task's mems_allowed
200  * and mempolicy.  May also be called holding the mmap_semaphore for write.
201  */
202 static int mpol_set_nodemask(struct mempolicy *pol,
203                      const nodemask_t *nodes, struct nodemask_scratch *nsc)
204 {
205         int ret;
206
207         /* if mode is MPOL_DEFAULT, pol is NULL. This is right. */
208         if (pol == NULL)
209                 return 0;
210         /* Check N_MEMORY */
211         nodes_and(nsc->mask1,
212                   cpuset_current_mems_allowed, node_states[N_MEMORY]);
213
214         VM_BUG_ON(!nodes);
215         if (pol->mode == MPOL_PREFERRED && nodes_empty(*nodes))
216                 nodes = NULL;   /* explicit local allocation */
217         else {
218                 if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
219                         mpol_relative_nodemask(&nsc->mask2, nodes, &nsc->mask1);
220                 else
221                         nodes_and(nsc->mask2, *nodes, nsc->mask1);
222
223                 if (mpol_store_user_nodemask(pol))
224                         pol->w.user_nodemask = *nodes;
225                 else
226                         pol->w.cpuset_mems_allowed =
227                                                 cpuset_current_mems_allowed;
228         }
229
230         if (nodes)
231                 ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, &nsc->mask2);
232         else
233                 ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, NULL);
234         return ret;
235 }
236
237 /*
238  * This function just creates a new policy, does some check and simple
239  * initialization. You must invoke mpol_set_nodemask() to set nodes.
240  */
241 static struct mempolicy *mpol_new(unsigned short mode, unsigned short flags,
242                                   nodemask_t *nodes)
243 {
244         struct mempolicy *policy;
245
246         pr_debug("setting mode %d flags %d nodes[0] %lx\n",
247                  mode, flags, nodes ? nodes_addr(*nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
248
249         if (mode == MPOL_DEFAULT) {
250                 if (nodes && !nodes_empty(*nodes))
251                         return ERR_PTR(-EINVAL);
252                 return NULL;
253         }
254         VM_BUG_ON(!nodes);
255
256         /*
257          * MPOL_PREFERRED cannot be used with MPOL_F_STATIC_NODES or
258          * MPOL_F_RELATIVE_NODES if the nodemask is empty (local allocation).
259          * All other modes require a valid pointer to a non-empty nodemask.
260          */
261         if (mode == MPOL_PREFERRED) {
262                 if (nodes_empty(*nodes)) {
263                         if (((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
264                              (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)))
265                                 return ERR_PTR(-EINVAL);
266                 }
267         } else if (mode == MPOL_LOCAL) {
268                 if (!nodes_empty(*nodes) ||
269                     (flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
270                     (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
271                         return ERR_PTR(-EINVAL);
272                 mode = MPOL_PREFERRED;
273         } else if (nodes_empty(*nodes))
274                 return ERR_PTR(-EINVAL);
275         policy = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
276         if (!policy)
277                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
278         atomic_set(&policy->refcnt, 1);
279         policy->mode = mode;
280         policy->flags = flags;
281
282         return policy;
283 }
284
285 /* Slow path of a mpol destructor. */
286 void __mpol_put(struct mempolicy *p)
287 {
288         if (!atomic_dec_and_test(&p->refcnt))
289                 return;
290         kmem_cache_free(policy_cache, p);
291 }
292
293 static void mpol_rebind_default(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
294 {
295 }
296
297 static void mpol_rebind_nodemask(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
298 {
299         nodemask_t tmp;
300
301         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
302                 nodes_and(tmp, pol->w.user_nodemask, *nodes);
303         else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
304                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
305         else {
306                 nodes_remap(tmp, pol->v.nodes,pol->w.cpuset_mems_allowed,
307                                                                 *nodes);
308                 pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
309         }
310
311         if (nodes_empty(tmp))
312                 tmp = *nodes;
313
314         pol->v.nodes = tmp;
315 }
316
317 static void mpol_rebind_preferred(struct mempolicy *pol,
318                                                 const nodemask_t *nodes)
319 {
320         nodemask_t tmp;
321
322         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES) {
323                 int node = first_node(pol->w.user_nodemask);
324
325                 if (node_isset(node, *nodes)) {
326                         pol->v.preferred_node = node;
327                         pol->flags &= ~MPOL_F_LOCAL;
328                 } else
329                         pol->flags |= MPOL_F_LOCAL;
330         } else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES) {
331                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
332                 pol->v.preferred_node = first_node(tmp);
333         } else if (!(pol->flags & MPOL_F_LOCAL)) {
334                 pol->v.preferred_node = node_remap(pol->v.preferred_node,
335                                                    pol->w.cpuset_mems_allowed,
336                                                    *nodes);
337                 pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
338         }
339 }
340
341 /*
342  * mpol_rebind_policy - Migrate a policy to a different set of nodes
343  *
344  * Per-vma policies are protected by mmap_sem. Allocations using per-task
345  * policies are protected by task->mems_allowed_seq to prevent a premature
346  * OOM/allocation failure due to parallel nodemask modification.
347  */
348 static void mpol_rebind_policy(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *newmask)
349 {
350         if (!pol || pol->mode == MPOL_LOCAL)
351                 return;
352         if (!mpol_store_user_nodemask(pol) && !(pol->flags & MPOL_F_LOCAL) &&
353             nodes_equal(pol->w.cpuset_mems_allowed, *newmask))
354                 return;
355
356         mpol_ops[pol->mode].rebind(pol, newmask);
357 }
358
359 /*
360  * Wrapper for mpol_rebind_policy() that just requires task
361  * pointer, and updates task mempolicy.
362  *
363  * Called with task's alloc_lock held.
364  */
365
366 void mpol_rebind_task(struct task_struct *tsk, const nodemask_t *new)
367 {
368         mpol_rebind_policy(tsk->mempolicy, new);
369 }
370
371 /*
372  * Rebind each vma in mm to new nodemask.
373  *
374  * Call holding a reference to mm.  Takes mm->mmap_sem during call.
375  */
376
377 void mpol_rebind_mm(struct mm_struct *mm, nodemask_t *new)
378 {
379         struct vm_area_struct *vma;
380
381         down_write(&mm->mmap_sem);
382         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next)
383                 mpol_rebind_policy(vma->vm_policy, new);
384         up_write(&mm->mmap_sem);
385 }
386
387 static const struct mempolicy_operations mpol_ops[MPOL_MAX] = {
388         [MPOL_DEFAULT] = {
389                 .rebind = mpol_rebind_default,
390         },
391         [MPOL_INTERLEAVE] = {
392                 .create = mpol_new_interleave,
393                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
394         },
395         [MPOL_PREFERRED] = {
396                 .create = mpol_new_preferred,
397                 .rebind = mpol_rebind_preferred,
398         },
399         [MPOL_BIND] = {
400                 .create = mpol_new_bind,
401                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
402         },
403 };
404
405 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
406                                 unsigned long flags);
407
408 struct queue_pages {
409         struct list_head *pagelist;
410         unsigned long flags;
411         nodemask_t *nmask;
412         struct vm_area_struct *prev;
413 };
414
415 /*
416  * Check if the page's nid is in qp->nmask.
417  *
418  * If MPOL_MF_INVERT is set in qp->flags, check if the nid is
419  * in the invert of qp->nmask.
420  */
421 static inline bool queue_pages_required(struct page *page,
422                                         struct queue_pages *qp)
423 {
424         int nid = page_to_nid(page);
425         unsigned long flags = qp->flags;
426
427         return node_isset(nid, *qp->nmask) == !(flags & MPOL_MF_INVERT);
428 }
429
430 /*
431  * queue_pages_pmd() has three possible return values:
432  * 1 - pages are placed on the right node or queued successfully.
433  * 0 - THP was split.
434  * -EIO - is migration entry or MPOL_MF_STRICT was specified and an existing
435  *        page was already on a node that does not follow the policy.
436  */
437 static int queue_pages_pmd(pmd_t *pmd, spinlock_t *ptl, unsigned long addr,
438                                 unsigned long end, struct mm_walk *walk)
439 {
440         int ret = 0;
441         struct page *page;
442         struct queue_pages *qp = walk->private;
443         unsigned long flags;
444
445         if (unlikely(is_pmd_migration_entry(*pmd))) {
446                 ret = -EIO;
447                 goto unlock;
448         }
449         page = pmd_page(*pmd);
450         if (is_huge_zero_page(page)) {
451                 spin_unlock(ptl);
452                 __split_huge_pmd(walk->vma, pmd, addr, false, NULL);
453                 goto out;
454         }
455         if (!thp_migration_supported()) {
456                 get_page(page);
457                 spin_unlock(ptl);
458                 lock_page(page);
459                 ret = split_huge_page(page);
460                 unlock_page(page);
461                 put_page(page);
462                 goto out;
463         }
464         if (!queue_pages_required(page, qp)) {
465                 ret = 1;
466                 goto unlock;
467         }
468
469         ret = 1;
470         flags = qp->flags;
471         /* go to thp migration */
472         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
473                 if (!vma_migratable(walk->vma)) {
474                         ret = -EIO;
475                         goto unlock;
476                 }
477
478                 migrate_page_add(page, qp->pagelist, flags);
479         } else
480                 ret = -EIO;
481 unlock:
482         spin_unlock(ptl);
483 out:
484         return ret;
485 }
486
487 /*
488  * Scan through pages checking if pages follow certain conditions,
489  * and move them to the pagelist if they do.
490  */
491 static int queue_pages_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
492                         unsigned long end, struct mm_walk *walk)
493 {
494         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
495         struct page *page;
496         struct queue_pages *qp = walk->private;
497         unsigned long flags = qp->flags;
498         int ret;
499         pte_t *pte, *mapped_pte;
500         spinlock_t *ptl;
501
502         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
503         if (ptl) {
504                 ret = queue_pages_pmd(pmd, ptl, addr, end, walk);
505                 if (ret > 0)
506                         return 0;
507                 else if (ret < 0)
508                         return ret;
509         }
510
511         if (pmd_trans_unstable(pmd))
512                 return 0;
513 retry:
514         mapped_pte = pte = pte_offset_map_lock(walk->mm, pmd, addr, &ptl);
515         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE) {
516                 if (!pte_present(*pte))
517                         continue;
518                 page = vm_normal_page(vma, addr, *pte);
519                 if (!page)
520                         continue;
521                 /*
522                  * vm_normal_page() filters out zero pages, but there might
523                  * still be PageReserved pages to skip, perhaps in a VDSO.
524                  */
525                 if (PageReserved(page))
526                         continue;
527                 if (!queue_pages_required(page, qp))
528                         continue;
529                 if (PageTransCompound(page) && !thp_migration_supported()) {
530                         get_page(page);
531                         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
532                         lock_page(page);
533                         ret = split_huge_page(page);
534                         unlock_page(page);
535                         put_page(page);
536                         /* Failed to split -- skip. */
537                         if (ret) {
538                                 pte = pte_offset_map_lock(walk->mm, pmd,
539                                                 addr, &ptl);
540                                 continue;
541                         }
542                         goto retry;
543                 }
544
545                 if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
546                         if (!vma_migratable(vma))
547                                 break;
548                         migrate_page_add(page, qp->pagelist, flags);
549                 } else
550                         break;
551         }
552         pte_unmap_unlock(mapped_pte, ptl);
553         cond_resched();
554         return addr != end ? -EIO : 0;
555 }
556
557 static int queue_pages_hugetlb(pte_t *pte, unsigned long hmask,
558                                unsigned long addr, unsigned long end,
559                                struct mm_walk *walk)
560 {
561 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
562         struct queue_pages *qp = walk->private;
563         unsigned long flags = qp->flags;
564         struct page *page;
565         spinlock_t *ptl;
566         pte_t entry;
567
568         ptl = huge_pte_lock(hstate_vma(walk->vma), walk->mm, pte);
569         entry = huge_ptep_get(pte);
570         if (!pte_present(entry))
571                 goto unlock;
572         page = pte_page(entry);
573         if (!queue_pages_required(page, qp))
574                 goto unlock;
575         /* With MPOL_MF_MOVE, we migrate only unshared hugepage. */
576         if (flags & (MPOL_MF_MOVE_ALL) ||
577             (flags & MPOL_MF_MOVE && page_mapcount(page) == 1 &&
578              !hugetlb_pmd_shared(pte)))
579                 isolate_huge_page(page, qp->pagelist);
580 unlock:
581         spin_unlock(ptl);
582 #else
583         BUG();
584 #endif
585         return 0;
586 }
587
588 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
589 /*
590  * This is used to mark a range of virtual addresses to be inaccessible.
591  * These are later cleared by a NUMA hinting fault. Depending on these
592  * faults, pages may be migrated for better NUMA placement.
593  *
594  * This is assuming that NUMA faults are handled using PROT_NONE. If
595  * an architecture makes a different choice, it will need further
596  * changes to the core.
597  */
598 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
599                         unsigned long addr, unsigned long end)
600 {
601         int nr_updated;
602
603         nr_updated = change_protection(vma, addr, end, PAGE_NONE, 0, 1);
604         if (nr_updated)
605                 count_vm_numa_events(NUMA_PTE_UPDATES, nr_updated);
606
607         return nr_updated;
608 }
609 #else
610 static unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
611                         unsigned long addr, unsigned long end)
612 {
613         return 0;
614 }
615 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
616
617 static int queue_pages_test_walk(unsigned long start, unsigned long end,
618                                 struct mm_walk *walk)
619 {
620         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
621         struct queue_pages *qp = walk->private;
622         unsigned long endvma = vma->vm_end;
623         unsigned long flags = qp->flags;
624
625         /*
626          * Need check MPOL_MF_STRICT to return -EIO if possible
627          * regardless of vma_migratable
628          */
629         if (!vma_migratable(vma) &&
630             !(flags & MPOL_MF_STRICT))
631                 return 1;
632
633         if (endvma > end)
634                 endvma = end;
635         if (vma->vm_start > start)
636                 start = vma->vm_start;
637
638         if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK)) {
639                 if (!vma->vm_next && vma->vm_end < end)
640                         return -EFAULT;
641                 if (qp->prev && qp->prev->vm_end < vma->vm_start)
642                         return -EFAULT;
643         }
644
645         qp->prev = vma;
646
647         if (flags & MPOL_MF_LAZY) {
648                 /* Similar to task_numa_work, skip inaccessible VMAs */
649                 if (!is_vm_hugetlb_page(vma) &&
650                         (vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE)) &&
651                         !(vma->vm_flags & VM_MIXEDMAP))
652                         change_prot_numa(vma, start, endvma);
653                 return 1;
654         }
655
656         /* queue pages from current vma */
657         if (flags & MPOL_MF_VALID)
658                 return 0;
659         return 1;
660 }
661
662 /*
663  * Walk through page tables and collect pages to be migrated.
664  *
665  * If pages found in a given range are on a set of nodes (determined by
666  * @nodes and @flags,) it's isolated and queued to the pagelist which is
667  * passed via @private.)
668  */
669 static int
670 queue_pages_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start, unsigned long end,
671                 nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
672                 struct list_head *pagelist)
673 {
674         struct queue_pages qp = {
675                 .pagelist = pagelist,
676                 .flags = flags,
677                 .nmask = nodes,
678                 .prev = NULL,
679         };
680         struct mm_walk queue_pages_walk = {
681                 .hugetlb_entry = queue_pages_hugetlb,
682                 .pmd_entry = queue_pages_pte_range,
683                 .test_walk = queue_pages_test_walk,
684                 .mm = mm,
685                 .private = &qp,
686         };
687
688         return walk_page_range(start, end, &queue_pages_walk);
689 }
690
691 /*
692  * Apply policy to a single VMA
693  * This must be called with the mmap_sem held for writing.
694  */
695 static int vma_replace_policy(struct vm_area_struct *vma,
696                                                 struct mempolicy *pol)
697 {
698         int err;
699         struct mempolicy *old;
700         struct mempolicy *new;
701
702         pr_debug("vma %lx-%lx/%lx vm_ops %p vm_file %p set_policy %p\n",
703                  vma->vm_start, vma->vm_end, vma->vm_pgoff,
704                  vma->vm_ops, vma->vm_file,
705                  vma->vm_ops ? vma->vm_ops->set_policy : NULL);
706
707         new = mpol_dup(pol);
708         if (IS_ERR(new))
709                 return PTR_ERR(new);
710
711         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->set_policy) {
712                 err = vma->vm_ops->set_policy(vma, new);
713                 if (err)
714                         goto err_out;
715         }
716
717         old = vma->vm_policy;
718         vma->vm_policy = new; /* protected by mmap_sem */
719         mpol_put(old);
720
721         return 0;
722  err_out:
723         mpol_put(new);
724         return err;
725 }
726
727 /* Step 2: apply policy to a range and do splits. */
728 static int mbind_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
729                        unsigned long end, struct mempolicy *new_pol)
730 {
731         struct vm_area_struct *prev;
732         struct vm_area_struct *vma;
733         int err = 0;
734         pgoff_t pgoff;
735         unsigned long vmstart;
736         unsigned long vmend;
737
738         vma = find_vma(mm, start);
739         if (!vma || vma->vm_start > start)
740                 return -EFAULT;
741
742         prev = vma->vm_prev;
743         if (start > vma->vm_start)
744                 prev = vma;
745
746         for (; vma && vma->vm_start < end; prev = vma, vma = vma->vm_next) {
747                 vmstart = max(start, vma->vm_start);
748                 vmend   = min(end, vma->vm_end);
749
750                 if (mpol_equal(vma_policy(vma), new_pol))
751                         continue;
752
753                 pgoff = vma->vm_pgoff +
754                         ((vmstart - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
755                 prev = vma_merge(mm, prev, vmstart, vmend, vma->vm_flags,
756                                  vma->anon_vma, vma->vm_file, pgoff,
757                                  new_pol, vma->vm_userfaultfd_ctx);
758                 if (prev) {
759                         vma = prev;
760                         goto replace;
761                 }
762                 if (vma->vm_start != vmstart) {
763                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmstart, 1);
764                         if (err)
765                                 goto out;
766                 }
767                 if (vma->vm_end != vmend) {
768                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmend, 0);
769                         if (err)
770                                 goto out;
771                 }
772  replace:
773                 err = vma_replace_policy(vma, new_pol);
774                 if (err)
775                         goto out;
776         }
777
778  out:
779         return err;
780 }
781
782 /* Set the process memory policy */
783 static long do_set_mempolicy(unsigned short mode, unsigned short flags,
784                              nodemask_t *nodes)
785 {
786         struct mempolicy *new, *old;
787         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
788         int ret;
789
790         if (!scratch)
791                 return -ENOMEM;
792
793         new = mpol_new(mode, flags, nodes);
794         if (IS_ERR(new)) {
795                 ret = PTR_ERR(new);
796                 goto out;
797         }
798
799         task_lock(current);
800         ret = mpol_set_nodemask(new, nodes, scratch);
801         if (ret) {
802                 task_unlock(current);
803                 mpol_put(new);
804                 goto out;
805         }
806         old = current->mempolicy;
807         current->mempolicy = new;
808         if (new && new->mode == MPOL_INTERLEAVE)
809                 current->il_prev = MAX_NUMNODES-1;
810         task_unlock(current);
811         mpol_put(old);
812         ret = 0;
813 out:
814         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
815         return ret;
816 }
817
818 /*
819  * Return nodemask for policy for get_mempolicy() query
820  *
821  * Called with task's alloc_lock held
822  */
823 static void get_policy_nodemask(struct mempolicy *p, nodemask_t *nodes)
824 {
825         nodes_clear(*nodes);
826         if (p == &default_policy)
827                 return;
828
829         switch (p->mode) {
830         case MPOL_BIND:
831                 /* Fall through */
832         case MPOL_INTERLEAVE:
833                 *nodes = p->v.nodes;
834                 break;
835         case MPOL_PREFERRED:
836                 if (!(p->flags & MPOL_F_LOCAL))
837                         node_set(p->v.preferred_node, *nodes);
838                 /* else return empty node mask for local allocation */
839                 break;
840         default:
841                 BUG();
842         }
843 }
844
845 static int lookup_node(unsigned long addr)
846 {
847         struct page *p;
848         int err;
849
850         err = get_user_pages(addr & PAGE_MASK, 1, 0, &p, NULL);
851         if (err >= 0) {
852                 err = page_to_nid(p);
853                 put_page(p);
854         }
855         return err;
856 }
857
858 /* Retrieve NUMA policy */
859 static long do_get_mempolicy(int *policy, nodemask_t *nmask,
860                              unsigned long addr, unsigned long flags)
861 {
862         int err;
863         struct mm_struct *mm = current->mm;
864         struct vm_area_struct *vma = NULL;
865         struct mempolicy *pol = current->mempolicy;
866
867         if (flags &
868                 ~(unsigned long)(MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR|MPOL_F_MEMS_ALLOWED))
869                 return -EINVAL;
870
871         if (flags & MPOL_F_MEMS_ALLOWED) {
872                 if (flags & (MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR))
873                         return -EINVAL;
874                 *policy = 0;    /* just so it's initialized */
875                 task_lock(current);
876                 *nmask  = cpuset_current_mems_allowed;
877                 task_unlock(current);
878                 return 0;
879         }
880
881         if (flags & MPOL_F_ADDR) {
882                 /*
883                  * Do NOT fall back to task policy if the
884                  * vma/shared policy at addr is NULL.  We
885                  * want to return MPOL_DEFAULT in this case.
886                  */
887                 down_read(&mm->mmap_sem);
888                 vma = find_vma_intersection(mm, addr, addr+1);
889                 if (!vma) {
890                         up_read(&mm->mmap_sem);
891                         return -EFAULT;
892                 }
893                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy)
894                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
895                 else
896                         pol = vma->vm_policy;
897         } else if (addr)
898                 return -EINVAL;
899
900         if (!pol)
901                 pol = &default_policy;  /* indicates default behavior */
902
903         if (flags & MPOL_F_NODE) {
904                 if (flags & MPOL_F_ADDR) {
905                         err = lookup_node(addr);
906                         if (err < 0)
907                                 goto out;
908                         *policy = err;
909                 } else if (pol == current->mempolicy &&
910                                 pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
911                         *policy = next_node_in(current->il_prev, pol->v.nodes);
912                 } else {
913                         err = -EINVAL;
914                         goto out;
915                 }
916         } else {
917                 *policy = pol == &default_policy ? MPOL_DEFAULT :
918                                                 pol->mode;
919                 /*
920                  * Internal mempolicy flags must be masked off before exposing
921                  * the policy to userspace.
922                  */
923                 *policy |= (pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS);
924         }
925
926         err = 0;
927         if (nmask) {
928                 if (mpol_store_user_nodemask(pol)) {
929                         *nmask = pol->w.user_nodemask;
930                 } else {
931                         task_lock(current);
932                         get_policy_nodemask(pol, nmask);
933                         task_unlock(current);
934                 }
935         }
936
937  out:
938         mpol_cond_put(pol);
939         if (vma)
940                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
941         return err;
942 }
943
944 #ifdef CONFIG_MIGRATION
945 /*
946  * page migration, thp tail pages can be passed.
947  */
948 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
949                                 unsigned long flags)
950 {
951         struct page *head = compound_head(page);
952         /*
953          * Avoid migrating a page that is shared with others.
954          */
955         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) || page_mapcount(head) == 1) {
956                 if (!isolate_lru_page(head)) {
957                         list_add_tail(&head->lru, pagelist);
958                         mod_node_page_state(page_pgdat(head),
959                                 NR_ISOLATED_ANON + page_is_file_cache(head),
960                                 hpage_nr_pages(head));
961                 }
962         }
963 }
964
965 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long node, int **x)
966 {
967         if (PageHuge(page))
968                 return alloc_huge_page_node(page_hstate(compound_head(page)),
969                                         node);
970         else if (thp_migration_supported() && PageTransHuge(page)) {
971                 struct page *thp;
972
973                 thp = alloc_pages_node(node,
974                         (GFP_TRANSHUGE | __GFP_THISNODE),
975                         HPAGE_PMD_ORDER);
976                 if (!thp)
977                         return NULL;
978                 prep_transhuge_page(thp);
979                 return thp;
980         } else
981                 return __alloc_pages_node(node, GFP_HIGHUSER_MOVABLE |
982                                                     __GFP_THISNODE, 0);
983 }
984
985 /*
986  * Migrate pages from one node to a target node.
987  * Returns error or the number of pages not migrated.
988  */
989 static int migrate_to_node(struct mm_struct *mm, int source, int dest,
990                            int flags)
991 {
992         nodemask_t nmask;
993         LIST_HEAD(pagelist);
994         int err = 0;
995
996         nodes_clear(nmask);
997         node_set(source, nmask);
998
999         /*
1000          * This does not "check" the range but isolates all pages that
1001          * need migration.  Between passing in the full user address
1002          * space range and MPOL_MF_DISCONTIG_OK, this call can not fail.
1003          */
1004         VM_BUG_ON(!(flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)));
1005         queue_pages_range(mm, mm->mmap->vm_start, mm->task_size, &nmask,
1006                         flags | MPOL_MF_DISCONTIG_OK, &pagelist);
1007
1008         if (!list_empty(&pagelist)) {
1009                 err = migrate_pages(&pagelist, new_node_page, NULL, dest,
1010                                         MIGRATE_SYNC, MR_SYSCALL);
1011                 if (err)
1012                         putback_movable_pages(&pagelist);
1013         }
1014
1015         return err;
1016 }
1017
1018 /*
1019  * Move pages between the two nodesets so as to preserve the physical
1020  * layout as much as possible.
1021  *
1022  * Returns the number of page that could not be moved.
1023  */
1024 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1025                      const nodemask_t *to, int flags)
1026 {
1027         int busy = 0;
1028         int err;
1029         nodemask_t tmp;
1030
1031         err = migrate_prep();
1032         if (err)
1033                 return err;
1034
1035         down_read(&mm->mmap_sem);
1036
1037         /*
1038          * Find a 'source' bit set in 'tmp' whose corresponding 'dest'
1039          * bit in 'to' is not also set in 'tmp'.  Clear the found 'source'
1040          * bit in 'tmp', and return that <source, dest> pair for migration.
1041          * The pair of nodemasks 'to' and 'from' define the map.
1042          *
1043          * If no pair of bits is found that way, fallback to picking some
1044          * pair of 'source' and 'dest' bits that are not the same.  If the
1045          * 'source' and 'dest' bits are the same, this represents a node
1046          * that will be migrating to itself, so no pages need move.
1047          *
1048          * If no bits are left in 'tmp', or if all remaining bits left
1049          * in 'tmp' correspond to the same bit in 'to', return false
1050          * (nothing left to migrate).
1051          *
1052          * This lets us pick a pair of nodes to migrate between, such that
1053          * if possible the dest node is not already occupied by some other
1054          * source node, minimizing the risk of overloading the memory on a
1055          * node that would happen if we migrated incoming memory to a node
1056          * before migrating outgoing memory source that same node.
1057          *
1058          * A single scan of tmp is sufficient.  As we go, we remember the
1059          * most recent <s, d> pair that moved (s != d).  If we find a pair
1060          * that not only moved, but what's better, moved to an empty slot
1061          * (d is not set in tmp), then we break out then, with that pair.
1062          * Otherwise when we finish scanning from_tmp, we at least have the
1063          * most recent <s, d> pair that moved.  If we get all the way through
1064          * the scan of tmp without finding any node that moved, much less
1065          * moved to an empty node, then there is nothing left worth migrating.
1066          */
1067
1068         tmp = *from;
1069         while (!nodes_empty(tmp)) {
1070                 int s,d;
1071                 int source = NUMA_NO_NODE;
1072                 int dest = 0;
1073
1074                 for_each_node_mask(s, tmp) {
1075
1076                         /*
1077                          * do_migrate_pages() tries to maintain the relative
1078                          * node relationship of the pages established between
1079                          * threads and memory areas.
1080                          *
1081                          * However if the number of source nodes is not equal to
1082                          * the number of destination nodes we can not preserve
1083                          * this node relative relationship.  In that case, skip
1084                          * copying memory from a node that is in the destination
1085                          * mask.
1086                          *
1087                          * Example: [2,3,4] -> [3,4,5] moves everything.
1088                          *          [0-7] - > [3,4,5] moves only 0,1,2,6,7.
1089                          */
1090
1091                         if ((nodes_weight(*from) != nodes_weight(*to)) &&
1092                                                 (node_isset(s, *to)))
1093                                 continue;
1094
1095                         d = node_remap(s, *from, *to);
1096                         if (s == d)
1097                                 continue;
1098
1099                         source = s;     /* Node moved. Memorize */
1100                         dest = d;
1101
1102                         /* dest not in remaining from nodes? */
1103                         if (!node_isset(dest, tmp))
1104                                 break;
1105                 }
1106                 if (source == NUMA_NO_NODE)
1107                         break;
1108
1109                 node_clear(source, tmp);
1110                 err = migrate_to_node(mm, source, dest, flags);
1111                 if (err > 0)
1112                         busy += err;
1113                 if (err < 0)
1114                         break;
1115         }
1116         up_read(&mm->mmap_sem);
1117         if (err < 0)
1118                 return err;
1119         return busy;
1120
1121 }
1122
1123 /*
1124  * Allocate a new page for page migration based on vma policy.
1125  * Start by assuming the page is mapped by the same vma as contains @start.
1126  * Search forward from there, if not.  N.B., this assumes that the
1127  * list of pages handed to migrate_pages()--which is how we get here--
1128  * is in virtual address order.
1129  */
1130 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start, int **x)
1131 {
1132         struct vm_area_struct *vma;
1133         unsigned long uninitialized_var(address);
1134
1135         vma = find_vma(current->mm, start);
1136         while (vma) {
1137                 address = page_address_in_vma(page, vma);
1138                 if (address != -EFAULT)
1139                         break;
1140                 vma = vma->vm_next;
1141         }
1142
1143         if (PageHuge(page)) {
1144                 BUG_ON(!vma);
1145                 return alloc_huge_page_noerr(vma, address, 1);
1146         } else if (thp_migration_supported() && PageTransHuge(page)) {
1147                 struct page *thp;
1148
1149                 thp = alloc_hugepage_vma(GFP_TRANSHUGE, vma, address,
1150                                          HPAGE_PMD_ORDER);
1151                 if (!thp)
1152                         return NULL;
1153                 prep_transhuge_page(thp);
1154                 return thp;
1155         }
1156         /*
1157          * if !vma, alloc_page_vma() will use task or system default policy
1158          */
1159         return alloc_page_vma(GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_RETRY_MAYFAIL,
1160                         vma, address);
1161 }
1162 #else
1163
1164 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1165                                 unsigned long flags)
1166 {
1167 }
1168
1169 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1170                      const nodemask_t *to, int flags)
1171 {
1172         return -ENOSYS;
1173 }
1174
1175 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start, int **x)
1176 {
1177         return NULL;
1178 }
1179 #endif
1180
1181 static long do_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1182                      unsigned short mode, unsigned short mode_flags,
1183                      nodemask_t *nmask, unsigned long flags)
1184 {
1185         struct mm_struct *mm = current->mm;
1186         struct mempolicy *new;
1187         unsigned long end;
1188         int err;
1189         LIST_HEAD(pagelist);
1190
1191         if (flags & ~(unsigned long)MPOL_MF_VALID)
1192                 return -EINVAL;
1193         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1194                 return -EPERM;
1195
1196         if (start & ~PAGE_MASK)
1197                 return -EINVAL;
1198
1199         if (mode == MPOL_DEFAULT)
1200                 flags &= ~MPOL_MF_STRICT;
1201
1202         len = (len + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
1203         end = start + len;
1204
1205         if (end < start)
1206                 return -EINVAL;
1207         if (end == start)
1208                 return 0;
1209
1210         new = mpol_new(mode, mode_flags, nmask);
1211         if (IS_ERR(new))
1212                 return PTR_ERR(new);
1213
1214         if (flags & MPOL_MF_LAZY)
1215                 new->flags |= MPOL_F_MOF;
1216
1217         /*
1218          * If we are using the default policy then operation
1219          * on discontinuous address spaces is okay after all
1220          */
1221         if (!new)
1222                 flags |= MPOL_MF_DISCONTIG_OK;
1223
1224         pr_debug("mbind %lx-%lx mode:%d flags:%d nodes:%lx\n",
1225                  start, start + len, mode, mode_flags,
1226                  nmask ? nodes_addr(*nmask)[0] : NUMA_NO_NODE);
1227
1228         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
1229
1230                 err = migrate_prep();
1231                 if (err)
1232                         goto mpol_out;
1233         }
1234         {
1235                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1236                 if (scratch) {
1237                         down_write(&mm->mmap_sem);
1238                         task_lock(current);
1239                         err = mpol_set_nodemask(new, nmask, scratch);
1240                         task_unlock(current);
1241                         if (err)
1242                                 up_write(&mm->mmap_sem);
1243                 } else
1244                         err = -ENOMEM;
1245                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1246         }
1247         if (err)
1248                 goto mpol_out;
1249
1250         err = queue_pages_range(mm, start, end, nmask,
1251                           flags | MPOL_MF_INVERT, &pagelist);
1252         if (!err)
1253                 err = mbind_range(mm, start, end, new);
1254
1255         if (!err) {
1256                 int nr_failed = 0;
1257
1258                 if (!list_empty(&pagelist)) {
1259                         WARN_ON_ONCE(flags & MPOL_MF_LAZY);
1260                         nr_failed = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL,
1261                                 start, MIGRATE_SYNC, MR_MEMPOLICY_MBIND);
1262                         if (nr_failed)
1263                                 putback_movable_pages(&pagelist);
1264                 }
1265
1266                 if (nr_failed && (flags & MPOL_MF_STRICT))
1267                         err = -EIO;
1268         } else
1269                 putback_movable_pages(&pagelist);
1270
1271         up_write(&mm->mmap_sem);
1272  mpol_out:
1273         mpol_put(new);
1274         return err;
1275 }
1276
1277 /*
1278  * User space interface with variable sized bitmaps for nodelists.
1279  */
1280
1281 /* Copy a node mask from user space. */
1282 static int get_nodes(nodemask_t *nodes, const unsigned long __user *nmask,
1283                      unsigned long maxnode)
1284 {
1285         unsigned long k;
1286         unsigned long t;
1287         unsigned long nlongs;
1288         unsigned long endmask;
1289
1290         --maxnode;
1291         nodes_clear(*nodes);
1292         if (maxnode == 0 || !nmask)
1293                 return 0;
1294         if (maxnode > PAGE_SIZE*BITS_PER_BYTE)
1295                 return -EINVAL;
1296
1297         nlongs = BITS_TO_LONGS(maxnode);
1298         if ((maxnode % BITS_PER_LONG) == 0)
1299                 endmask = ~0UL;
1300         else
1301                 endmask = (1UL << (maxnode % BITS_PER_LONG)) - 1;
1302
1303         /*
1304          * When the user specified more nodes than supported just check
1305          * if the non supported part is all zero.
1306          *
1307          * If maxnode have more longs than MAX_NUMNODES, check
1308          * the bits in that area first. And then go through to
1309          * check the rest bits which equal or bigger than MAX_NUMNODES.
1310          * Otherwise, just check bits [MAX_NUMNODES, maxnode).
1311          */
1312         if (nlongs > BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES)) {
1313                 if (nlongs > PAGE_SIZE/sizeof(long))
1314                         return -EINVAL;
1315                 for (k = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES); k < nlongs; k++) {
1316                         if (get_user(t, nmask + k))
1317                                 return -EFAULT;
1318                         if (k == nlongs - 1) {
1319                                 if (t & endmask)
1320                                         return -EINVAL;
1321                         } else if (t)
1322                                 return -EINVAL;
1323                 }
1324                 nlongs = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES);
1325                 endmask = ~0UL;
1326         }
1327
1328         if (maxnode > MAX_NUMNODES && MAX_NUMNODES % BITS_PER_LONG != 0) {
1329                 unsigned long valid_mask = endmask;
1330
1331                 valid_mask &= ~((1UL << (MAX_NUMNODES % BITS_PER_LONG)) - 1);
1332                 if (get_user(t, nmask + nlongs - 1))
1333                         return -EFAULT;
1334                 if (t & valid_mask)
1335                         return -EINVAL;
1336         }
1337
1338         if (copy_from_user(nodes_addr(*nodes), nmask, nlongs*sizeof(unsigned long)))
1339                 return -EFAULT;
1340         nodes_addr(*nodes)[nlongs-1] &= endmask;
1341         return 0;
1342 }
1343
1344 /* Copy a kernel node mask to user space */
1345 static int copy_nodes_to_user(unsigned long __user *mask, unsigned long maxnode,
1346                               nodemask_t *nodes)
1347 {
1348         unsigned long copy = ALIGN(maxnode-1, 64) / 8;
1349         unsigned int nbytes = BITS_TO_LONGS(nr_node_ids) * sizeof(long);
1350
1351         if (copy > nbytes) {
1352                 if (copy > PAGE_SIZE)
1353                         return -EINVAL;
1354                 if (clear_user((char __user *)mask + nbytes, copy - nbytes))
1355                         return -EFAULT;
1356                 copy = nbytes;
1357         }
1358         return copy_to_user(mask, nodes_addr(*nodes), copy) ? -EFAULT : 0;
1359 }
1360
1361 SYSCALL_DEFINE6(mbind, unsigned long, start, unsigned long, len,
1362                 unsigned long, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1363                 unsigned long, maxnode, unsigned, flags)
1364 {
1365         nodemask_t nodes;
1366         int err;
1367         unsigned short mode_flags;
1368
1369         mode_flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1370         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1371         if (mode >= MPOL_MAX)
1372                 return -EINVAL;
1373         if ((mode_flags & MPOL_F_STATIC_NODES) &&
1374             (mode_flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1375                 return -EINVAL;
1376         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1377         if (err)
1378                 return err;
1379         return do_mbind(start, len, mode, mode_flags, &nodes, flags);
1380 }
1381
1382 /* Set the process memory policy */
1383 SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1384                 unsigned long, maxnode)
1385 {
1386         int err;
1387         nodemask_t nodes;
1388         unsigned short flags;
1389
1390         flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1391         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1392         if ((unsigned int)mode >= MPOL_MAX)
1393                 return -EINVAL;
1394         if ((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) && (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1395                 return -EINVAL;
1396         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1397         if (err)
1398                 return err;
1399         return do_set_mempolicy(mode, flags, &nodes);
1400 }
1401
1402 SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, pid_t, pid, unsigned long, maxnode,
1403                 const unsigned long __user *, old_nodes,
1404                 const unsigned long __user *, new_nodes)
1405 {
1406         const struct cred *cred = current_cred(), *tcred;
1407         struct mm_struct *mm = NULL;
1408         struct task_struct *task;
1409         nodemask_t task_nodes;
1410         int err;
1411         nodemask_t *old;
1412         nodemask_t *new;
1413         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1414
1415         if (!scratch)
1416                 return -ENOMEM;
1417
1418         old = &scratch->mask1;
1419         new = &scratch->mask2;
1420
1421         err = get_nodes(old, old_nodes, maxnode);
1422         if (err)
1423                 goto out;
1424
1425         err = get_nodes(new, new_nodes, maxnode);
1426         if (err)
1427                 goto out;
1428
1429         /* Find the mm_struct */
1430         rcu_read_lock();
1431         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1432         if (!task) {
1433                 rcu_read_unlock();
1434                 err = -ESRCH;
1435                 goto out;
1436         }
1437         get_task_struct(task);
1438
1439         err = -EINVAL;
1440
1441         /*
1442          * Check if this process has the right to modify the specified
1443          * process. The right exists if the process has administrative
1444          * capabilities, superuser privileges or the same
1445          * userid as the target process.
1446          */
1447         tcred = __task_cred(task);
1448         if (!uid_eq(cred->euid, tcred->suid) && !uid_eq(cred->euid, tcred->uid) &&
1449             !uid_eq(cred->uid,  tcred->suid) && !uid_eq(cred->uid,  tcred->uid) &&
1450             !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1451                 rcu_read_unlock();
1452                 err = -EPERM;
1453                 goto out_put;
1454         }
1455         rcu_read_unlock();
1456
1457         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1458         /* Is the user allowed to access the target nodes? */
1459         if (!nodes_subset(*new, task_nodes) && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1460                 err = -EPERM;
1461                 goto out_put;
1462         }
1463
1464         task_nodes = cpuset_mems_allowed(current);
1465         nodes_and(*new, *new, task_nodes);
1466         if (nodes_empty(*new))
1467                 goto out_put;
1468
1469         nodes_and(*new, *new, node_states[N_MEMORY]);
1470         if (nodes_empty(*new))
1471                 goto out_put;
1472
1473         err = security_task_movememory(task);
1474         if (err)
1475                 goto out_put;
1476
1477         mm = get_task_mm(task);
1478         put_task_struct(task);
1479
1480         if (!mm) {
1481                 err = -EINVAL;
1482                 goto out;
1483         }
1484
1485         err = do_migrate_pages(mm, old, new,
1486                 capable(CAP_SYS_NICE) ? MPOL_MF_MOVE_ALL : MPOL_MF_MOVE);
1487
1488         mmput(mm);
1489 out:
1490         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1491
1492         return err;
1493
1494 out_put:
1495         put_task_struct(task);
1496         goto out;
1497
1498 }
1499
1500
1501 /* Retrieve NUMA policy */
1502 SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1503                 unsigned long __user *, nmask, unsigned long, maxnode,
1504                 unsigned long, addr, unsigned long, flags)
1505 {
1506         int err;
1507         int uninitialized_var(pval);
1508         nodemask_t nodes;
1509
1510         if (nmask != NULL && maxnode < nr_node_ids)
1511                 return -EINVAL;
1512
1513         err = do_get_mempolicy(&pval, &nodes, addr, flags);
1514
1515         if (err)
1516                 return err;
1517
1518         if (policy && put_user(pval, policy))
1519                 return -EFAULT;
1520
1521         if (nmask)
1522                 err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, &nodes);
1523
1524         return err;
1525 }
1526
1527 #ifdef CONFIG_COMPAT
1528
1529 COMPAT_SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1530                        compat_ulong_t __user *, nmask,
1531                        compat_ulong_t, maxnode,
1532                        compat_ulong_t, addr, compat_ulong_t, flags)
1533 {
1534         long err;
1535         unsigned long __user *nm = NULL;
1536         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1537         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1538
1539         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, nr_node_ids);
1540         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1541
1542         if (nmask)
1543                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1544
1545         err = sys_get_mempolicy(policy, nm, nr_bits+1, addr, flags);
1546
1547         if (!err && nmask) {
1548                 unsigned long copy_size;
1549                 copy_size = min_t(unsigned long, sizeof(bm), alloc_size);
1550                 err = copy_from_user(bm, nm, copy_size);
1551                 /* ensure entire bitmap is zeroed */
1552                 err |= clear_user(nmask, ALIGN(maxnode-1, 8) / 8);
1553                 err |= compat_put_bitmap(nmask, bm, nr_bits);
1554         }
1555
1556         return err;
1557 }
1558
1559 COMPAT_SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, compat_ulong_t __user *, nmask,
1560                        compat_ulong_t, maxnode)
1561 {
1562         unsigned long __user *nm = NULL;
1563         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1564         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1565
1566         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1567         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1568
1569         if (nmask) {
1570                 if (compat_get_bitmap(bm, nmask, nr_bits))
1571                         return -EFAULT;
1572                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1573                 if (copy_to_user(nm, bm, alloc_size))
1574                         return -EFAULT;
1575         }
1576
1577         return sys_set_mempolicy(mode, nm, nr_bits+1);
1578 }
1579
1580 COMPAT_SYSCALL_DEFINE6(mbind, compat_ulong_t, start, compat_ulong_t, len,
1581                        compat_ulong_t, mode, compat_ulong_t __user *, nmask,
1582                        compat_ulong_t, maxnode, compat_ulong_t, flags)
1583 {
1584         unsigned long __user *nm = NULL;
1585         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1586         nodemask_t bm;
1587
1588         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1589         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1590
1591         if (nmask) {
1592                 if (compat_get_bitmap(nodes_addr(bm), nmask, nr_bits))
1593                         return -EFAULT;
1594                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1595                 if (copy_to_user(nm, nodes_addr(bm), alloc_size))
1596                         return -EFAULT;
1597         }
1598
1599         return sys_mbind(start, len, mode, nm, nr_bits+1, flags);
1600 }
1601
1602 #endif
1603
1604 struct mempolicy *__get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1605                                                 unsigned long addr)
1606 {
1607         struct mempolicy *pol = NULL;
1608
1609         if (vma) {
1610                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1611                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
1612                 } else if (vma->vm_policy) {
1613                         pol = vma->vm_policy;
1614
1615                         /*
1616                          * shmem_alloc_page() passes MPOL_F_SHARED policy with
1617                          * a pseudo vma whose vma->vm_ops=NULL. Take a reference
1618                          * count on these policies which will be dropped by
1619                          * mpol_cond_put() later
1620                          */
1621                         if (mpol_needs_cond_ref(pol))
1622                                 mpol_get(pol);
1623                 }
1624         }
1625
1626         return pol;
1627 }
1628
1629 /*
1630  * get_vma_policy(@vma, @addr)
1631  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
1632  * @addr: address in @vma for shared policy lookup
1633  *
1634  * Returns effective policy for a VMA at specified address.
1635  * Falls back to current->mempolicy or system default policy, as necessary.
1636  * Shared policies [those marked as MPOL_F_SHARED] require an extra reference
1637  * count--added by the get_policy() vm_op, as appropriate--to protect against
1638  * freeing by another task.  It is the caller's responsibility to free the
1639  * extra reference for shared policies.
1640  */
1641 static struct mempolicy *get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1642                                                 unsigned long addr)
1643 {
1644         struct mempolicy *pol = __get_vma_policy(vma, addr);
1645
1646         if (!pol)
1647                 pol = get_task_policy(current);
1648
1649         return pol;
1650 }
1651
1652 bool vma_policy_mof(struct vm_area_struct *vma)
1653 {
1654         struct mempolicy *pol;
1655
1656         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1657                 bool ret = false;
1658
1659                 pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, vma->vm_start);
1660                 if (pol && (pol->flags & MPOL_F_MOF))
1661                         ret = true;
1662                 mpol_cond_put(pol);
1663
1664                 return ret;
1665         }
1666
1667         pol = vma->vm_policy;
1668         if (!pol)
1669                 pol = get_task_policy(current);
1670
1671         return pol->flags & MPOL_F_MOF;
1672 }
1673
1674 static int apply_policy_zone(struct mempolicy *policy, enum zone_type zone)
1675 {
1676         enum zone_type dynamic_policy_zone = policy_zone;
1677
1678         BUG_ON(dynamic_policy_zone == ZONE_MOVABLE);
1679
1680         /*
1681          * if policy->v.nodes has movable memory only,
1682          * we apply policy when gfp_zone(gfp) = ZONE_MOVABLE only.
1683          *
1684          * policy->v.nodes is intersect with node_states[N_MEMORY].
1685          * so if the following test faile, it implies
1686          * policy->v.nodes has movable memory only.
1687          */
1688         if (!nodes_intersects(policy->v.nodes, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
1689                 dynamic_policy_zone = ZONE_MOVABLE;
1690
1691         return zone >= dynamic_policy_zone;
1692 }
1693
1694 /*
1695  * Return a nodemask representing a mempolicy for filtering nodes for
1696  * page allocation
1697  */
1698 static nodemask_t *policy_nodemask(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1699 {
1700         /* Lower zones don't get a nodemask applied for MPOL_BIND */
1701         if (unlikely(policy->mode == MPOL_BIND) &&
1702                         apply_policy_zone(policy, gfp_zone(gfp)) &&
1703                         cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(&policy->v.nodes))
1704                 return &policy->v.nodes;
1705
1706         return NULL;
1707 }
1708
1709 /* Return the node id preferred by the given mempolicy, or the given id */
1710 static int policy_node(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy,
1711                                                                 int nd)
1712 {
1713         if (policy->mode == MPOL_PREFERRED && !(policy->flags & MPOL_F_LOCAL))
1714                 nd = policy->v.preferred_node;
1715         else {
1716                 /*
1717                  * __GFP_THISNODE shouldn't even be used with the bind policy
1718                  * because we might easily break the expectation to stay on the
1719                  * requested node and not break the policy.
1720                  */
1721                 WARN_ON_ONCE(policy->mode == MPOL_BIND && (gfp & __GFP_THISNODE));
1722         }
1723
1724         return nd;
1725 }
1726
1727 /* Do dynamic interleaving for a process */
1728 static unsigned interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
1729 {
1730         unsigned next;
1731         struct task_struct *me = current;
1732
1733         next = next_node_in(me->il_prev, policy->v.nodes);
1734         if (next < MAX_NUMNODES)
1735                 me->il_prev = next;
1736         return next;
1737 }
1738
1739 /*
1740  * Depending on the memory policy provide a node from which to allocate the
1741  * next slab entry.
1742  */
1743 unsigned int mempolicy_slab_node(void)
1744 {
1745         struct mempolicy *policy;
1746         int node = numa_mem_id();
1747
1748         if (in_interrupt())
1749                 return node;
1750
1751         policy = current->mempolicy;
1752         if (!policy || policy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1753                 return node;
1754
1755         switch (policy->mode) {
1756         case MPOL_PREFERRED:
1757                 /*
1758                  * handled MPOL_F_LOCAL above
1759                  */
1760                 return policy->v.preferred_node;
1761
1762         case MPOL_INTERLEAVE:
1763                 return interleave_nodes(policy);
1764
1765         case MPOL_BIND: {
1766                 struct zoneref *z;
1767
1768                 /*
1769                  * Follow bind policy behavior and start allocation at the
1770                  * first node.
1771                  */
1772                 struct zonelist *zonelist;
1773                 enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(GFP_KERNEL);
1774                 zonelist = &NODE_DATA(node)->node_zonelists[ZONELIST_FALLBACK];
1775                 z = first_zones_zonelist(zonelist, highest_zoneidx,
1776                                                         &policy->v.nodes);
1777                 return z->zone ? z->zone->node : node;
1778         }
1779
1780         default:
1781                 BUG();
1782         }
1783 }
1784
1785 /*
1786  * Do static interleaving for a VMA with known offset @n.  Returns the n'th
1787  * node in pol->v.nodes (starting from n=0), wrapping around if n exceeds the
1788  * number of present nodes.
1789  */
1790 static unsigned offset_il_node(struct mempolicy *pol, unsigned long n)
1791 {
1792         unsigned nnodes = nodes_weight(pol->v.nodes);
1793         unsigned target;
1794         int i;
1795         int nid;
1796
1797         if (!nnodes)
1798                 return numa_node_id();
1799         target = (unsigned int)n % nnodes;
1800         nid = first_node(pol->v.nodes);
1801         for (i = 0; i < target; i++)
1802                 nid = next_node(nid, pol->v.nodes);
1803         return nid;
1804 }
1805
1806 /* Determine a node number for interleave */
1807 static inline unsigned interleave_nid(struct mempolicy *pol,
1808                  struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, int shift)
1809 {
1810         if (vma) {
1811                 unsigned long off;
1812
1813                 /*
1814                  * for small pages, there is no difference between
1815                  * shift and PAGE_SHIFT, so the bit-shift is safe.
1816                  * for huge pages, since vm_pgoff is in units of small
1817                  * pages, we need to shift off the always 0 bits to get
1818                  * a useful offset.
1819                  */
1820                 BUG_ON(shift < PAGE_SHIFT);
1821                 off = vma->vm_pgoff >> (shift - PAGE_SHIFT);
1822                 off += (addr - vma->vm_start) >> shift;
1823                 return offset_il_node(pol, off);
1824         } else
1825                 return interleave_nodes(pol);
1826 }
1827
1828 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
1829 /*
1830  * huge_node(@vma, @addr, @gfp_flags, @mpol)
1831  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
1832  * @addr: address in @vma for shared policy lookup and interleave policy
1833  * @gfp_flags: for requested zone
1834  * @mpol: pointer to mempolicy pointer for reference counted mempolicy
1835  * @nodemask: pointer to nodemask pointer for MPOL_BIND nodemask
1836  *
1837  * Returns a nid suitable for a huge page allocation and a pointer
1838  * to the struct mempolicy for conditional unref after allocation.
1839  * If the effective policy is 'BIND, returns a pointer to the mempolicy's
1840  * @nodemask for filtering the zonelist.
1841  *
1842  * Must be protected by read_mems_allowed_begin()
1843  */
1844 int huge_node(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, gfp_t gfp_flags,
1845                                 struct mempolicy **mpol, nodemask_t **nodemask)
1846 {
1847         int nid;
1848
1849         *mpol = get_vma_policy(vma, addr);
1850         *nodemask = NULL;       /* assume !MPOL_BIND */
1851
1852         if (unlikely((*mpol)->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
1853                 nid = interleave_nid(*mpol, vma, addr,
1854                                         huge_page_shift(hstate_vma(vma)));
1855         } else {
1856                 nid = policy_node(gfp_flags, *mpol, numa_node_id());
1857                 if ((*mpol)->mode == MPOL_BIND)
1858                         *nodemask = &(*mpol)->v.nodes;
1859         }
1860         return nid;
1861 }
1862
1863 /*
1864  * init_nodemask_of_mempolicy
1865  *
1866  * If the current task's mempolicy is "default" [NULL], return 'false'
1867  * to indicate default policy.  Otherwise, extract the policy nodemask
1868  * for 'bind' or 'interleave' policy into the argument nodemask, or
1869  * initialize the argument nodemask to contain the single node for
1870  * 'preferred' or 'local' policy and return 'true' to indicate presence
1871  * of non-default mempolicy.
1872  *
1873  * We don't bother with reference counting the mempolicy [mpol_get/put]
1874  * because the current task is examining it's own mempolicy and a task's
1875  * mempolicy is only ever changed by the task itself.
1876  *
1877  * N.B., it is the caller's responsibility to free a returned nodemask.
1878  */
1879 bool init_nodemask_of_mempolicy(nodemask_t *mask)
1880 {
1881         struct mempolicy *mempolicy;
1882         int nid;
1883
1884         if (!(mask && current->mempolicy))
1885                 return false;
1886
1887         task_lock(current);
1888         mempolicy = current->mempolicy;
1889         switch (mempolicy->mode) {
1890         case MPOL_PREFERRED:
1891                 if (mempolicy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1892                         nid = numa_node_id();
1893                 else
1894                         nid = mempolicy->v.preferred_node;
1895                 init_nodemask_of_node(mask, nid);
1896                 break;
1897
1898         case MPOL_BIND:
1899                 /* Fall through */
1900         case MPOL_INTERLEAVE:
1901                 *mask =  mempolicy->v.nodes;
1902                 break;
1903
1904         default:
1905                 BUG();
1906         }
1907         task_unlock(current);
1908
1909         return true;
1910 }
1911 #endif
1912
1913 /*
1914  * mempolicy_nodemask_intersects
1915  *
1916  * If tsk's mempolicy is "default" [NULL], return 'true' to indicate default
1917  * policy.  Otherwise, check for intersection between mask and the policy
1918  * nodemask for 'bind' or 'interleave' policy.  For 'perferred' or 'local'
1919  * policy, always return true since it may allocate elsewhere on fallback.
1920  *
1921  * Takes task_lock(tsk) to prevent freeing of its mempolicy.
1922  */
1923 bool mempolicy_nodemask_intersects(struct task_struct *tsk,
1924                                         const nodemask_t *mask)
1925 {
1926         struct mempolicy *mempolicy;
1927         bool ret = true;
1928
1929         if (!mask)
1930                 return ret;
1931         task_lock(tsk);
1932         mempolicy = tsk->mempolicy;
1933         if (!mempolicy)
1934                 goto out;
1935
1936         switch (mempolicy->mode) {
1937         case MPOL_PREFERRED:
1938                 /*
1939                  * MPOL_PREFERRED and MPOL_F_LOCAL are only preferred nodes to
1940                  * allocate from, they may fallback to other nodes when oom.
1941                  * Thus, it's possible for tsk to have allocated memory from
1942                  * nodes in mask.
1943                  */
1944                 break;
1945         case MPOL_BIND:
1946         case MPOL_INTERLEAVE:
1947                 ret = nodes_intersects(mempolicy->v.nodes, *mask);
1948                 break;
1949         default:
1950                 BUG();
1951         }
1952 out:
1953         task_unlock(tsk);
1954         return ret;
1955 }
1956
1957 /* Allocate a page in interleaved policy.
1958    Own path because it needs to do special accounting. */
1959 static struct page *alloc_page_interleave(gfp_t gfp, unsigned order,
1960                                         unsigned nid)
1961 {
1962         struct page *page;
1963
1964         page = __alloc_pages(gfp, order, nid);
1965         if (page && page_to_nid(page) == nid) {
1966                 preempt_disable();
1967                 __inc_numa_state(page_zone(page), NUMA_INTERLEAVE_HIT);
1968                 preempt_enable();
1969         }
1970         return page;
1971 }
1972
1973 /**
1974  *      alloc_pages_vma - Allocate a page for a VMA.
1975  *
1976  *      @gfp:
1977  *      %GFP_USER    user allocation.
1978  *      %GFP_KERNEL  kernel allocations,
1979  *      %GFP_HIGHMEM highmem/user allocations,
1980  *      %GFP_FS      allocation should not call back into a file system.
1981  *      %GFP_ATOMIC  don't sleep.
1982  *
1983  *      @order:Order of the GFP allocation.
1984  *      @vma:  Pointer to VMA or NULL if not available.
1985  *      @addr: Virtual Address of the allocation. Must be inside the VMA.
1986  *      @node: Which node to prefer for allocation (modulo policy).
1987  *      @hugepage: for hugepages try only the preferred node if possible
1988  *
1989  *      This function allocates a page from the kernel page pool and applies
1990  *      a NUMA policy associated with the VMA or the current process.
1991  *      When VMA is not NULL caller must hold down_read on the mmap_sem of the
1992  *      mm_struct of the VMA to prevent it from going away. Should be used for
1993  *      all allocations for pages that will be mapped into user space. Returns
1994  *      NULL when no page can be allocated.
1995  */
1996 struct page *
1997 alloc_pages_vma(gfp_t gfp, int order, struct vm_area_struct *vma,
1998                 unsigned long addr, int node, bool hugepage)
1999 {
2000         struct mempolicy *pol;
2001         struct page *page;
2002         int preferred_nid;
2003         nodemask_t *nmask;
2004
2005         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2006
2007         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
2008                 unsigned nid;
2009
2010                 nid = interleave_nid(pol, vma, addr, PAGE_SHIFT + order);
2011                 mpol_cond_put(pol);
2012                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, nid);
2013                 goto out;
2014         }
2015
2016         if (unlikely(IS_ENABLED(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) && hugepage)) {
2017                 int hpage_node = node;
2018
2019                 /*
2020                  * For hugepage allocation and non-interleave policy which
2021                  * allows the current node (or other explicitly preferred
2022                  * node) we only try to allocate from the current/preferred
2023                  * node and don't fall back to other nodes, as the cost of
2024                  * remote accesses would likely offset THP benefits.
2025                  *
2026                  * If the policy is interleave, or does not allow the current
2027                  * node in its nodemask, we allocate the standard way.
2028                  */
2029                 if (pol->mode == MPOL_PREFERRED &&
2030                                                 !(pol->flags & MPOL_F_LOCAL))
2031                         hpage_node = pol->v.preferred_node;
2032
2033                 nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2034                 if (!nmask || node_isset(hpage_node, *nmask)) {
2035                         mpol_cond_put(pol);
2036                         /*
2037                          * We cannot invoke reclaim if __GFP_THISNODE
2038                          * is set. Invoking reclaim with
2039                          * __GFP_THISNODE set, would cause THP
2040                          * allocations to trigger heavy swapping
2041                          * despite there may be tons of free memory
2042                          * (including potentially plenty of THP
2043                          * already available in the buddy) on all the
2044                          * other NUMA nodes.
2045                          *
2046                          * At most we could invoke compaction when
2047                          * __GFP_THISNODE is set (but we would need to
2048                          * refrain from invoking reclaim even if
2049                          * compaction returned COMPACT_SKIPPED because
2050                          * there wasn't not enough memory to succeed
2051                          * compaction). For now just avoid
2052                          * __GFP_THISNODE instead of limiting the
2053                          * allocation path to a strict and single
2054                          * compaction invocation.
2055                          *
2056                          * Supposedly if direct reclaim was enabled by
2057                          * the caller, the app prefers THP regardless
2058                          * of the node it comes from so this would be
2059                          * more desiderable behavior than only
2060                          * providing THP originated from the local
2061                          * node in such case.
2062                          */
2063                         if (!(gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM))
2064                                 gfp |= __GFP_THISNODE;
2065                         page = __alloc_pages_node(hpage_node, gfp, order);
2066                         goto out;
2067                 }
2068         }
2069
2070         nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2071         preferred_nid = policy_node(gfp, pol, node);
2072         page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order, preferred_nid, nmask);
2073         mpol_cond_put(pol);
2074 out:
2075         return page;
2076 }
2077
2078 /**
2079  *      alloc_pages_current - Allocate pages.
2080  *
2081  *      @gfp:
2082  *              %GFP_USER   user allocation,
2083  *              %GFP_KERNEL kernel allocation,
2084  *              %GFP_HIGHMEM highmem allocation,
2085  *              %GFP_FS     don't call back into a file system.
2086  *              %GFP_ATOMIC don't sleep.
2087  *      @order: Power of two of allocation size in pages. 0 is a single page.
2088  *
2089  *      Allocate a page from the kernel page pool.  When not in
2090  *      interrupt context and apply the current process NUMA policy.
2091  *      Returns NULL when no page can be allocated.
2092  */
2093 struct page *alloc_pages_current(gfp_t gfp, unsigned order)
2094 {
2095         struct mempolicy *pol = &default_policy;
2096         struct page *page;
2097
2098         if (!in_interrupt() && !(gfp & __GFP_THISNODE))
2099                 pol = get_task_policy(current);
2100
2101         /*
2102          * No reference counting needed for current->mempolicy
2103          * nor system default_policy
2104          */
2105         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
2106                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, interleave_nodes(pol));
2107         else
2108                 page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order,
2109                                 policy_node(gfp, pol, numa_node_id()),
2110                                 policy_nodemask(gfp, pol));
2111
2112         return page;
2113 }
2114 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_current);
2115
2116 int vma_dup_policy(struct vm_area_struct *src, struct vm_area_struct *dst)
2117 {
2118         struct mempolicy *pol = mpol_dup(vma_policy(src));
2119
2120         if (IS_ERR(pol))
2121                 return PTR_ERR(pol);
2122         dst->vm_policy = pol;
2123         return 0;
2124 }
2125
2126 /*
2127  * If mpol_dup() sees current->cpuset == cpuset_being_rebound, then it
2128  * rebinds the mempolicy its copying by calling mpol_rebind_policy()
2129  * with the mems_allowed returned by cpuset_mems_allowed().  This
2130  * keeps mempolicies cpuset relative after its cpuset moves.  See
2131  * further kernel/cpuset.c update_nodemask().
2132  *
2133  * current's mempolicy may be rebinded by the other task(the task that changes
2134  * cpuset's mems), so we needn't do rebind work for current task.
2135  */
2136
2137 /* Slow path of a mempolicy duplicate */
2138 struct mempolicy *__mpol_dup(struct mempolicy *old)
2139 {
2140         struct mempolicy *new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2141
2142         if (!new)
2143                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2144
2145         /* task's mempolicy is protected by alloc_lock */
2146         if (old == current->mempolicy) {
2147                 task_lock(current);
2148                 *new = *old;
2149                 task_unlock(current);
2150         } else
2151                 *new = *old;
2152
2153         if (current_cpuset_is_being_rebound()) {
2154                 nodemask_t mems = cpuset_mems_allowed(current);
2155                 mpol_rebind_policy(new, &mems);
2156         }
2157         atomic_set(&new->refcnt, 1);
2158         return new;
2159 }
2160
2161 /* Slow path of a mempolicy comparison */
2162 bool __mpol_equal(struct mempolicy *a, struct mempolicy *b)
2163 {
2164         if (!a || !b)
2165                 return false;
2166         if (a->mode != b->mode)
2167                 return false;
2168         if (a->flags != b->flags)
2169                 return false;
2170         if (mpol_store_user_nodemask(a))
2171                 if (!nodes_equal(a->w.user_nodemask, b->w.user_nodemask))
2172                         return false;
2173
2174         switch (a->mode) {
2175         case MPOL_BIND:
2176                 /* Fall through */
2177         case MPOL_INTERLEAVE:
2178                 return !!nodes_equal(a->v.nodes, b->v.nodes);
2179         case MPOL_PREFERRED:
2180                 /* a's ->flags is the same as b's */
2181                 if (a->flags & MPOL_F_LOCAL)
2182                         return true;
2183                 return a->v.preferred_node == b->v.preferred_node;
2184         default:
2185                 BUG();
2186                 return false;
2187         }
2188 }
2189
2190 /*
2191  * Shared memory backing store policy support.
2192  *
2193  * Remember policies even when nobody has shared memory mapped.
2194  * The policies are kept in Red-Black tree linked from the inode.
2195  * They are protected by the sp->lock rwlock, which should be held
2196  * for any accesses to the tree.
2197  */
2198
2199 /*
2200  * lookup first element intersecting start-end.  Caller holds sp->lock for
2201  * reading or for writing
2202  */
2203 static struct sp_node *
2204 sp_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long start, unsigned long end)
2205 {
2206         struct rb_node *n = sp->root.rb_node;
2207
2208         while (n) {
2209                 struct sp_node *p = rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2210
2211                 if (start >= p->end)
2212                         n = n->rb_right;
2213                 else if (end <= p->start)
2214                         n = n->rb_left;
2215                 else
2216                         break;
2217         }
2218         if (!n)
2219                 return NULL;
2220         for (;;) {
2221                 struct sp_node *w = NULL;
2222                 struct rb_node *prev = rb_prev(n);
2223                 if (!prev)
2224                         break;
2225                 w = rb_entry(prev, struct sp_node, nd);
2226                 if (w->end <= start)
2227                         break;
2228                 n = prev;
2229         }
2230         return rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2231 }
2232
2233 /*
2234  * Insert a new shared policy into the list.  Caller holds sp->lock for
2235  * writing.
2236  */
2237 static void sp_insert(struct shared_policy *sp, struct sp_node *new)
2238 {
2239         struct rb_node **p = &sp->root.rb_node;
2240         struct rb_node *parent = NULL;
2241         struct sp_node *nd;
2242
2243         while (*p) {
2244                 parent = *p;
2245                 nd = rb_entry(parent, struct sp_node, nd);
2246                 if (new->start < nd->start)
2247                         p = &(*p)->rb_left;
2248                 else if (new->end > nd->end)
2249                         p = &(*p)->rb_right;
2250                 else
2251                         BUG();
2252         }
2253         rb_link_node(&new->nd, parent, p);
2254         rb_insert_color(&new->nd, &sp->root);
2255         pr_debug("inserting %lx-%lx: %d\n", new->start, new->end,
2256                  new->policy ? new->policy->mode : 0);
2257 }
2258
2259 /* Find shared policy intersecting idx */
2260 struct mempolicy *
2261 mpol_shared_policy_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long idx)
2262 {
2263         struct mempolicy *pol = NULL;
2264         struct sp_node *sn;
2265
2266         if (!sp->root.rb_node)
2267                 return NULL;
2268         read_lock(&sp->lock);
2269         sn = sp_lookup(sp, idx, idx+1);
2270         if (sn) {
2271                 mpol_get(sn->policy);
2272                 pol = sn->policy;
2273         }
2274         read_unlock(&sp->lock);
2275         return pol;
2276 }
2277
2278 static void sp_free(struct sp_node *n)
2279 {
2280         mpol_put(n->policy);
2281         kmem_cache_free(sn_cache, n);
2282 }
2283
2284 /**
2285  * mpol_misplaced - check whether current page node is valid in policy
2286  *
2287  * @page: page to be checked
2288  * @vma: vm area where page mapped
2289  * @addr: virtual address where page mapped
2290  *
2291  * Lookup current policy node id for vma,addr and "compare to" page's
2292  * node id.
2293  *
2294  * Returns:
2295  *      -1      - not misplaced, page is in the right node
2296  *      node    - node id where the page should be
2297  *
2298  * Policy determination "mimics" alloc_page_vma().
2299  * Called from fault path where we know the vma and faulting address.
2300  */
2301 int mpol_misplaced(struct page *page, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
2302 {
2303         struct mempolicy *pol;
2304         struct zoneref *z;
2305         int curnid = page_to_nid(page);
2306         unsigned long pgoff;
2307         int thiscpu = raw_smp_processor_id();
2308         int thisnid = cpu_to_node(thiscpu);
2309         int polnid = -1;
2310         int ret = -1;
2311
2312         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2313         if (!(pol->flags & MPOL_F_MOF))
2314                 goto out;
2315
2316         switch (pol->mode) {
2317         case MPOL_INTERLEAVE:
2318                 pgoff = vma->vm_pgoff;
2319                 pgoff += (addr - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2320                 polnid = offset_il_node(pol, pgoff);
2321                 break;
2322
2323         case MPOL_PREFERRED:
2324                 if (pol->flags & MPOL_F_LOCAL)
2325                         polnid = numa_node_id();
2326                 else
2327                         polnid = pol->v.preferred_node;
2328                 break;
2329
2330         case MPOL_BIND:
2331
2332                 /*
2333                  * allows binding to multiple nodes.
2334                  * use current page if in policy nodemask,
2335                  * else select nearest allowed node, if any.
2336                  * If no allowed nodes, use current [!misplaced].
2337                  */
2338                 if (node_isset(curnid, pol->v.nodes))
2339                         goto out;
2340                 z = first_zones_zonelist(
2341                                 node_zonelist(numa_node_id(), GFP_HIGHUSER),
2342                                 gfp_zone(GFP_HIGHUSER),
2343                                 &pol->v.nodes);
2344                 polnid = z->zone->node;
2345                 break;
2346
2347         default:
2348                 BUG();
2349         }
2350
2351         /* Migrate the page towards the node whose CPU is referencing it */
2352         if (pol->flags & MPOL_F_MORON) {
2353                 polnid = thisnid;
2354
2355                 if (!should_numa_migrate_memory(current, page, curnid, thiscpu))
2356                         goto out;
2357         }
2358
2359         if (curnid != polnid)
2360                 ret = polnid;
2361 out:
2362         mpol_cond_put(pol);
2363
2364         return ret;
2365 }
2366
2367 /*
2368  * Drop the (possibly final) reference to task->mempolicy.  It needs to be
2369  * dropped after task->mempolicy is set to NULL so that any allocation done as
2370  * part of its kmem_cache_free(), such as by KASAN, doesn't reference a freed
2371  * policy.
2372  */
2373 void mpol_put_task_policy(struct task_struct *task)
2374 {
2375         struct mempolicy *pol;
2376
2377         task_lock(task);
2378         pol = task->mempolicy;
2379         task->mempolicy = NULL;
2380         task_unlock(task);
2381         mpol_put(pol);
2382 }
2383
2384 static void sp_delete(struct shared_policy *sp, struct sp_node *n)
2385 {
2386         pr_debug("deleting %lx-l%lx\n", n->start, n->end);
2387         rb_erase(&n->nd, &sp->root);
2388         sp_free(n);
2389 }
2390
2391 static void sp_node_init(struct sp_node *node, unsigned long start,
2392                         unsigned long end, struct mempolicy *pol)
2393 {
2394         node->start = start;
2395         node->end = end;
2396         node->policy = pol;
2397 }
2398
2399 static struct sp_node *sp_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
2400                                 struct mempolicy *pol)
2401 {
2402         struct sp_node *n;
2403         struct mempolicy *newpol;
2404
2405         n = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2406         if (!n)
2407                 return NULL;
2408
2409         newpol = mpol_dup(pol);
2410         if (IS_ERR(newpol)) {
2411                 kmem_cache_free(sn_cache, n);
2412                 return NULL;
2413         }
2414         newpol->flags |= MPOL_F_SHARED;
2415         sp_node_init(n, start, end, newpol);
2416
2417         return n;
2418 }
2419
2420 /* Replace a policy range. */
2421 static int shared_policy_replace(struct shared_policy *sp, unsigned long start,
2422                                  unsigned long end, struct sp_node *new)
2423 {
2424         struct sp_node *n;
2425         struct sp_node *n_new = NULL;
2426         struct mempolicy *mpol_new = NULL;
2427         int ret = 0;
2428
2429 restart:
2430         write_lock(&sp->lock);
2431         n = sp_lookup(sp, start, end);
2432         /* Take care of old policies in the same range. */
2433         while (n && n->start < end) {
2434                 struct rb_node *next = rb_next(&n->nd);
2435                 if (n->start >= start) {
2436                         if (n->end <= end)
2437                                 sp_delete(sp, n);
2438                         else
2439                                 n->start = end;
2440                 } else {
2441                         /* Old policy spanning whole new range. */
2442                         if (n->end > end) {
2443                                 if (!n_new)
2444                                         goto alloc_new;
2445
2446                                 *mpol_new = *n->policy;
2447                                 atomic_set(&mpol_new->refcnt, 1);
2448                                 sp_node_init(n_new, end, n->end, mpol_new);
2449                                 n->end = start;
2450                                 sp_insert(sp, n_new);
2451                                 n_new = NULL;
2452                                 mpol_new = NULL;
2453                                 break;
2454                         } else
2455                                 n->end = start;
2456                 }
2457                 if (!next)
2458                         break;
2459                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2460         }
2461         if (new)
2462                 sp_insert(sp, new);
2463         write_unlock(&sp->lock);
2464         ret = 0;
2465
2466 err_out:
2467         if (mpol_new)
2468                 mpol_put(mpol_new);
2469         if (n_new)
2470                 kmem_cache_free(sn_cache, n_new);
2471
2472         return ret;
2473
2474 alloc_new:
2475         write_unlock(&sp->lock);
2476         ret = -ENOMEM;
2477         n_new = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2478         if (!n_new)
2479                 goto err_out;
2480         mpol_new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2481         if (!mpol_new)
2482                 goto err_out;
2483         atomic_set(&mpol_new->refcnt, 1);
2484         goto restart;
2485 }
2486
2487 /**
2488  * mpol_shared_policy_init - initialize shared policy for inode
2489  * @sp: pointer to inode shared policy
2490  * @mpol:  struct mempolicy to install
2491  *
2492  * Install non-NULL @mpol in inode's shared policy rb-tree.
2493  * On entry, the current task has a reference on a non-NULL @mpol.
2494  * This must be released on exit.
2495  * This is called at get_inode() calls and we can use GFP_KERNEL.
2496  */
2497 void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *sp, struct mempolicy *mpol)
2498 {
2499         int ret;
2500
2501         sp->root = RB_ROOT;             /* empty tree == default mempolicy */
2502         rwlock_init(&sp->lock);
2503
2504         if (mpol) {
2505                 struct vm_area_struct pvma;
2506                 struct mempolicy *new;
2507                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2508
2509                 if (!scratch)
2510                         goto put_mpol;
2511                 /* contextualize the tmpfs mount point mempolicy */
2512                 new = mpol_new(mpol->mode, mpol->flags, &mpol->w.user_nodemask);
2513                 if (IS_ERR(new))
2514                         goto free_scratch; /* no valid nodemask intersection */
2515
2516                 task_lock(current);
2517                 ret = mpol_set_nodemask(new, &mpol->w.user_nodemask, scratch);
2518                 task_unlock(current);
2519                 if (ret)
2520                         goto put_new;
2521
2522                 /* Create pseudo-vma that contains just the policy */
2523                 memset(&pvma, 0, sizeof(struct vm_area_struct));
2524                 pvma.vm_end = TASK_SIZE;        /* policy covers entire file */
2525                 mpol_set_shared_policy(sp, &pvma, new); /* adds ref */
2526
2527 put_new:
2528                 mpol_put(new);                  /* drop initial ref */
2529 free_scratch:
2530                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2531 put_mpol:
2532                 mpol_put(mpol); /* drop our incoming ref on sb mpol */
2533         }
2534 }
2535
2536 int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *info,
2537                         struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *npol)
2538 {
2539         int err;
2540         struct sp_node *new = NULL;
2541         unsigned long sz = vma_pages(vma);
2542
2543         pr_debug("set_shared_policy %lx sz %lu %d %d %lx\n",
2544                  vma->vm_pgoff,
2545                  sz, npol ? npol->mode : -1,
2546                  npol ? npol->flags : -1,
2547                  npol ? nodes_addr(npol->v.nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
2548
2549         if (npol) {
2550                 new = sp_alloc(vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, npol);
2551                 if (!new)
2552                         return -ENOMEM;
2553         }
2554         err = shared_policy_replace(info, vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff+sz, new);
2555         if (err && new)
2556                 sp_free(new);
2557         return err;
2558 }
2559
2560 /* Free a backing policy store on inode delete. */
2561 void mpol_free_shared_policy(struct shared_policy *p)
2562 {
2563         struct sp_node *n;
2564         struct rb_node *next;
2565
2566         if (!p->root.rb_node)
2567                 return;
2568         write_lock(&p->lock);
2569         next = rb_first(&p->root);
2570         while (next) {
2571                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2572                 next = rb_next(&n->nd);
2573                 sp_delete(p, n);
2574         }
2575         write_unlock(&p->lock);
2576 }
2577
2578 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2579 static int __initdata numabalancing_override;
2580
2581 static void __init check_numabalancing_enable(void)
2582 {
2583         bool numabalancing_default = false;
2584
2585         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA_BALANCING_DEFAULT_ENABLED))
2586                 numabalancing_default = true;
2587
2588         /* Parsed by setup_numabalancing. override == 1 enables, -1 disables */
2589         if (numabalancing_override)
2590                 set_numabalancing_state(numabalancing_override == 1);
2591
2592         if (num_online_nodes() > 1 && !numabalancing_override) {
2593                 pr_info("%s automatic NUMA balancing. Configure with numa_balancing= or the kernel.numa_balancing sysctl\n",
2594                         numabalancing_default ? "Enabling" : "Disabling");
2595                 set_numabalancing_state(numabalancing_default);
2596         }
2597 }
2598
2599 static int __init setup_numabalancing(char *str)
2600 {
2601         int ret = 0;
2602         if (!str)
2603                 goto out;
2604
2605         if (!strcmp(str, "enable")) {
2606                 numabalancing_override = 1;
2607                 ret = 1;
2608         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2609                 numabalancing_override = -1;
2610                 ret = 1;
2611         }
2612 out:
2613         if (!ret)
2614                 pr_warn("Unable to parse numa_balancing=\n");
2615
2616         return ret;
2617 }
2618 __setup("numa_balancing=", setup_numabalancing);
2619 #else
2620 static inline void __init check_numabalancing_enable(void)
2621 {
2622 }
2623 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2624
2625 /* assumes fs == KERNEL_DS */
2626 void __init numa_policy_init(void)
2627 {
2628         nodemask_t interleave_nodes;
2629         unsigned long largest = 0;
2630         int nid, prefer = 0;
2631
2632         policy_cache = kmem_cache_create("numa_policy",
2633                                          sizeof(struct mempolicy),
2634                                          0, SLAB_PANIC, NULL);
2635
2636         sn_cache = kmem_cache_create("shared_policy_node",
2637                                      sizeof(struct sp_node),
2638                                      0, SLAB_PANIC, NULL);
2639
2640         for_each_node(nid) {
2641                 preferred_node_policy[nid] = (struct mempolicy) {
2642                         .refcnt = ATOMIC_INIT(1),
2643                         .mode = MPOL_PREFERRED,
2644                         .flags = MPOL_F_MOF | MPOL_F_MORON,
2645                         .v = { .preferred_node = nid, },
2646                 };
2647         }
2648
2649         /*
2650          * Set interleaving policy for system init. Interleaving is only
2651          * enabled across suitably sized nodes (default is >= 16MB), or
2652          * fall back to the largest node if they're all smaller.
2653          */
2654         nodes_clear(interleave_nodes);
2655         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
2656                 unsigned long total_pages = node_present_pages(nid);
2657
2658                 /* Preserve the largest node */
2659                 if (largest < total_pages) {
2660                         largest = total_pages;
2661                         prefer = nid;
2662                 }
2663
2664                 /* Interleave this node? */
2665                 if ((total_pages << PAGE_SHIFT) >= (16 << 20))
2666                         node_set(nid, interleave_nodes);
2667         }
2668
2669         /* All too small, use the largest */
2670         if (unlikely(nodes_empty(interleave_nodes)))
2671                 node_set(prefer, interleave_nodes);
2672
2673         if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, 0, &interleave_nodes))
2674                 pr_err("%s: interleaving failed\n", __func__);
2675
2676         check_numabalancing_enable();
2677 }
2678
2679 /* Reset policy of current process to default */
2680 void numa_default_policy(void)
2681 {
2682         do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, 0, NULL);
2683 }
2684
2685 /*
2686  * Parse and format mempolicy from/to strings
2687  */
2688
2689 /*
2690  * "local" is implemented internally by MPOL_PREFERRED with MPOL_F_LOCAL flag.
2691  */
2692 static const char * const policy_modes[] =
2693 {
2694         [MPOL_DEFAULT]    = "default",
2695         [MPOL_PREFERRED]  = "prefer",
2696         [MPOL_BIND]       = "bind",
2697         [MPOL_INTERLEAVE] = "interleave",
2698         [MPOL_LOCAL]      = "local",
2699 };
2700
2701
2702 #ifdef CONFIG_TMPFS
2703 /**
2704  * mpol_parse_str - parse string to mempolicy, for tmpfs mpol mount option.
2705  * @str:  string containing mempolicy to parse
2706  * @mpol:  pointer to struct mempolicy pointer, returned on success.
2707  *
2708  * Format of input:
2709  *      <mode>[=<flags>][:<nodelist>]
2710  *
2711  * On success, returns 0, else 1
2712  */
2713 int mpol_parse_str(char *str, struct mempolicy **mpol)
2714 {
2715         struct mempolicy *new = NULL;
2716         unsigned short mode;
2717         unsigned short mode_flags;
2718         nodemask_t nodes;
2719         char *nodelist = strchr(str, ':');
2720         char *flags = strchr(str, '=');
2721         int err = 1;
2722
2723         if (flags)
2724                 *flags++ = '\0';        /* terminate mode string */
2725
2726         if (nodelist) {
2727                 /* NUL-terminate mode or flags string */
2728                 *nodelist++ = '\0';
2729                 if (nodelist_parse(nodelist, nodes))
2730                         goto out;
2731                 if (!nodes_subset(nodes, node_states[N_MEMORY]))
2732                         goto out;
2733         } else
2734                 nodes_clear(nodes);
2735
2736         for (mode = 0; mode < MPOL_MAX; mode++) {
2737                 if (!strcmp(str, policy_modes[mode])) {
2738                         break;
2739                 }
2740         }
2741         if (mode >= MPOL_MAX)
2742                 goto out;
2743
2744         switch (mode) {
2745         case MPOL_PREFERRED:
2746                 /*
2747                  * Insist on a nodelist of one node only, although later
2748                  * we use first_node(nodes) to grab a single node, so here
2749                  * nodelist (or nodes) cannot be empty.
2750                  */
2751                 if (nodelist) {
2752                         char *rest = nodelist;
2753                         while (isdigit(*rest))
2754                                 rest++;
2755                         if (*rest)
2756                                 goto out;
2757                         if (nodes_empty(nodes))
2758                                 goto out;
2759                 }
2760                 break;
2761         case MPOL_INTERLEAVE:
2762                 /*
2763                  * Default to online nodes with memory if no nodelist
2764                  */
2765                 if (!nodelist)
2766                         nodes = node_states[N_MEMORY];
2767                 break;
2768         case MPOL_LOCAL:
2769                 /*
2770                  * Don't allow a nodelist;  mpol_new() checks flags
2771                  */
2772                 if (nodelist)
2773                         goto out;
2774                 mode = MPOL_PREFERRED;
2775                 break;
2776         case MPOL_DEFAULT:
2777                 /*
2778                  * Insist on a empty nodelist
2779                  */
2780                 if (!nodelist)
2781                         err = 0;
2782                 goto out;
2783         case MPOL_BIND:
2784                 /*
2785                  * Insist on a nodelist
2786                  */
2787                 if (!nodelist)
2788                         goto out;
2789         }
2790
2791         mode_flags = 0;
2792         if (flags) {
2793                 /*
2794                  * Currently, we only support two mutually exclusive
2795                  * mode flags.
2796                  */
2797                 if (!strcmp(flags, "static"))
2798                         mode_flags |= MPOL_F_STATIC_NODES;
2799                 else if (!strcmp(flags, "relative"))
2800                         mode_flags |= MPOL_F_RELATIVE_NODES;
2801                 else
2802                         goto out;
2803         }
2804
2805         new = mpol_new(mode, mode_flags, &nodes);
2806         if (IS_ERR(new))
2807                 goto out;
2808
2809         /*
2810          * Save nodes for mpol_to_str() to show the tmpfs mount options
2811          * for /proc/mounts, /proc/pid/mounts and /proc/pid/mountinfo.
2812          */
2813         if (mode != MPOL_PREFERRED)
2814                 new->v.nodes = nodes;
2815         else if (nodelist)
2816                 new->v.preferred_node = first_node(nodes);
2817         else
2818                 new->flags |= MPOL_F_LOCAL;
2819
2820         /*
2821          * Save nodes for contextualization: this will be used to "clone"
2822          * the mempolicy in a specific context [cpuset] at a later time.
2823          */
2824         new->w.user_nodemask = nodes;
2825
2826         err = 0;
2827
2828 out:
2829         /* Restore string for error message */
2830         if (nodelist)
2831                 *--nodelist = ':';
2832         if (flags)
2833                 *--flags = '=';
2834         if (!err)
2835                 *mpol = new;
2836         return err;
2837 }
2838 #endif /* CONFIG_TMPFS */
2839
2840 /**
2841  * mpol_to_str - format a mempolicy structure for printing
2842  * @buffer:  to contain formatted mempolicy string
2843  * @maxlen:  length of @buffer
2844  * @pol:  pointer to mempolicy to be formatted
2845  *
2846  * Convert @pol into a string.  If @buffer is too short, truncate the string.
2847  * Recommend a @maxlen of at least 32 for the longest mode, "interleave", the
2848  * longest flag, "relative", and to display at least a few node ids.
2849  */
2850 void mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol)
2851 {
2852         char *p = buffer;
2853         nodemask_t nodes = NODE_MASK_NONE;
2854         unsigned short mode = MPOL_DEFAULT;
2855         unsigned short flags = 0;
2856
2857         if (pol && pol != &default_policy && !(pol->flags & MPOL_F_MORON)) {
2858                 mode = pol->mode;
2859                 flags = pol->flags;
2860         }
2861
2862         switch (mode) {
2863         case MPOL_DEFAULT:
2864                 break;
2865         case MPOL_PREFERRED:
2866                 if (flags & MPOL_F_LOCAL)
2867                         mode = MPOL_LOCAL;
2868                 else
2869                         node_set(pol->v.preferred_node, nodes);
2870                 break;
2871         case MPOL_BIND:
2872         case MPOL_INTERLEAVE:
2873                 nodes = pol->v.nodes;
2874                 break;
2875         default:
2876                 WARN_ON_ONCE(1);
2877                 snprintf(p, maxlen, "unknown");
2878                 return;
2879         }
2880
2881         p += snprintf(p, maxlen, "%s", policy_modes[mode]);
2882
2883         if (flags & MPOL_MODE_FLAGS) {
2884                 p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "=");
2885
2886                 /*
2887                  * Currently, the only defined flags are mutually exclusive
2888                  */
2889                 if (flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
2890                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "static");
2891                 else if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
2892                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "relative");
2893         }
2894
2895         if (!nodes_empty(nodes))
2896                 p += scnprintf(p, buffer + maxlen - p, ":%*pbl",
2897                                nodemask_pr_args(&nodes));
2898 }