GNU Linux-libre 4.14.251-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)
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                 isolate_huge_page(page, qp->pagelist);
579 unlock:
580         spin_unlock(ptl);
581 #else
582         BUG();
583 #endif
584         return 0;
585 }
586
587 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
588 /*
589  * This is used to mark a range of virtual addresses to be inaccessible.
590  * These are later cleared by a NUMA hinting fault. Depending on these
591  * faults, pages may be migrated for better NUMA placement.
592  *
593  * This is assuming that NUMA faults are handled using PROT_NONE. If
594  * an architecture makes a different choice, it will need further
595  * changes to the core.
596  */
597 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
598                         unsigned long addr, unsigned long end)
599 {
600         int nr_updated;
601
602         nr_updated = change_protection(vma, addr, end, PAGE_NONE, 0, 1);
603         if (nr_updated)
604                 count_vm_numa_events(NUMA_PTE_UPDATES, nr_updated);
605
606         return nr_updated;
607 }
608 #else
609 static unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
610                         unsigned long addr, unsigned long end)
611 {
612         return 0;
613 }
614 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
615
616 static int queue_pages_test_walk(unsigned long start, unsigned long end,
617                                 struct mm_walk *walk)
618 {
619         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
620         struct queue_pages *qp = walk->private;
621         unsigned long endvma = vma->vm_end;
622         unsigned long flags = qp->flags;
623
624         /*
625          * Need check MPOL_MF_STRICT to return -EIO if possible
626          * regardless of vma_migratable
627          */
628         if (!vma_migratable(vma) &&
629             !(flags & MPOL_MF_STRICT))
630                 return 1;
631
632         if (endvma > end)
633                 endvma = end;
634         if (vma->vm_start > start)
635                 start = vma->vm_start;
636
637         if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK)) {
638                 if (!vma->vm_next && vma->vm_end < end)
639                         return -EFAULT;
640                 if (qp->prev && qp->prev->vm_end < vma->vm_start)
641                         return -EFAULT;
642         }
643
644         qp->prev = vma;
645
646         if (flags & MPOL_MF_LAZY) {
647                 /* Similar to task_numa_work, skip inaccessible VMAs */
648                 if (!is_vm_hugetlb_page(vma) &&
649                         (vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE)) &&
650                         !(vma->vm_flags & VM_MIXEDMAP))
651                         change_prot_numa(vma, start, endvma);
652                 return 1;
653         }
654
655         /* queue pages from current vma */
656         if (flags & MPOL_MF_VALID)
657                 return 0;
658         return 1;
659 }
660
661 /*
662  * Walk through page tables and collect pages to be migrated.
663  *
664  * If pages found in a given range are on a set of nodes (determined by
665  * @nodes and @flags,) it's isolated and queued to the pagelist which is
666  * passed via @private.)
667  */
668 static int
669 queue_pages_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start, unsigned long end,
670                 nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
671                 struct list_head *pagelist)
672 {
673         struct queue_pages qp = {
674                 .pagelist = pagelist,
675                 .flags = flags,
676                 .nmask = nodes,
677                 .prev = NULL,
678         };
679         struct mm_walk queue_pages_walk = {
680                 .hugetlb_entry = queue_pages_hugetlb,
681                 .pmd_entry = queue_pages_pte_range,
682                 .test_walk = queue_pages_test_walk,
683                 .mm = mm,
684                 .private = &qp,
685         };
686
687         return walk_page_range(start, end, &queue_pages_walk);
688 }
689
690 /*
691  * Apply policy to a single VMA
692  * This must be called with the mmap_sem held for writing.
693  */
694 static int vma_replace_policy(struct vm_area_struct *vma,
695                                                 struct mempolicy *pol)
696 {
697         int err;
698         struct mempolicy *old;
699         struct mempolicy *new;
700
701         pr_debug("vma %lx-%lx/%lx vm_ops %p vm_file %p set_policy %p\n",
702                  vma->vm_start, vma->vm_end, vma->vm_pgoff,
703                  vma->vm_ops, vma->vm_file,
704                  vma->vm_ops ? vma->vm_ops->set_policy : NULL);
705
706         new = mpol_dup(pol);
707         if (IS_ERR(new))
708                 return PTR_ERR(new);
709
710         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->set_policy) {
711                 err = vma->vm_ops->set_policy(vma, new);
712                 if (err)
713                         goto err_out;
714         }
715
716         old = vma->vm_policy;
717         vma->vm_policy = new; /* protected by mmap_sem */
718         mpol_put(old);
719
720         return 0;
721  err_out:
722         mpol_put(new);
723         return err;
724 }
725
726 /* Step 2: apply policy to a range and do splits. */
727 static int mbind_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
728                        unsigned long end, struct mempolicy *new_pol)
729 {
730         struct vm_area_struct *next;
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 = next) {
747                 next = vma->vm_next;
748                 vmstart = max(start, vma->vm_start);
749                 vmend   = min(end, vma->vm_end);
750
751                 if (mpol_equal(vma_policy(vma), new_pol))
752                         continue;
753
754                 pgoff = vma->vm_pgoff +
755                         ((vmstart - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
756                 prev = vma_merge(mm, prev, vmstart, vmend, vma->vm_flags,
757                                  vma->anon_vma, vma->vm_file, pgoff,
758                                  new_pol, vma->vm_userfaultfd_ctx);
759                 if (prev) {
760                         vma = prev;
761                         next = vma->vm_next;
762                         if (mpol_equal(vma_policy(vma), new_pol))
763                                 continue;
764                         /* vma_merge() joined vma && vma->next, case 8 */
765                         goto replace;
766                 }
767                 if (vma->vm_start != vmstart) {
768                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmstart, 1);
769                         if (err)
770                                 goto out;
771                 }
772                 if (vma->vm_end != vmend) {
773                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmend, 0);
774                         if (err)
775                                 goto out;
776                 }
777  replace:
778                 err = vma_replace_policy(vma, new_pol);
779                 if (err)
780                         goto out;
781         }
782
783  out:
784         return err;
785 }
786
787 /* Set the process memory policy */
788 static long do_set_mempolicy(unsigned short mode, unsigned short flags,
789                              nodemask_t *nodes)
790 {
791         struct mempolicy *new, *old;
792         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
793         int ret;
794
795         if (!scratch)
796                 return -ENOMEM;
797
798         new = mpol_new(mode, flags, nodes);
799         if (IS_ERR(new)) {
800                 ret = PTR_ERR(new);
801                 goto out;
802         }
803
804         task_lock(current);
805         ret = mpol_set_nodemask(new, nodes, scratch);
806         if (ret) {
807                 task_unlock(current);
808                 mpol_put(new);
809                 goto out;
810         }
811         old = current->mempolicy;
812         current->mempolicy = new;
813         if (new && new->mode == MPOL_INTERLEAVE)
814                 current->il_prev = MAX_NUMNODES-1;
815         task_unlock(current);
816         mpol_put(old);
817         ret = 0;
818 out:
819         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
820         return ret;
821 }
822
823 /*
824  * Return nodemask for policy for get_mempolicy() query
825  *
826  * Called with task's alloc_lock held
827  */
828 static void get_policy_nodemask(struct mempolicy *p, nodemask_t *nodes)
829 {
830         nodes_clear(*nodes);
831         if (p == &default_policy)
832                 return;
833
834         switch (p->mode) {
835         case MPOL_BIND:
836                 /* Fall through */
837         case MPOL_INTERLEAVE:
838                 *nodes = p->v.nodes;
839                 break;
840         case MPOL_PREFERRED:
841                 if (!(p->flags & MPOL_F_LOCAL))
842                         node_set(p->v.preferred_node, *nodes);
843                 /* else return empty node mask for local allocation */
844                 break;
845         default:
846                 BUG();
847         }
848 }
849
850 static int lookup_node(unsigned long addr)
851 {
852         struct page *p;
853         int err;
854
855         err = get_user_pages(addr & PAGE_MASK, 1, 0, &p, NULL);
856         if (err >= 0) {
857                 err = page_to_nid(p);
858                 put_page(p);
859         }
860         return err;
861 }
862
863 /* Retrieve NUMA policy */
864 static long do_get_mempolicy(int *policy, nodemask_t *nmask,
865                              unsigned long addr, unsigned long flags)
866 {
867         int err;
868         struct mm_struct *mm = current->mm;
869         struct vm_area_struct *vma = NULL;
870         struct mempolicy *pol = current->mempolicy;
871
872         if (flags &
873                 ~(unsigned long)(MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR|MPOL_F_MEMS_ALLOWED))
874                 return -EINVAL;
875
876         if (flags & MPOL_F_MEMS_ALLOWED) {
877                 if (flags & (MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR))
878                         return -EINVAL;
879                 *policy = 0;    /* just so it's initialized */
880                 task_lock(current);
881                 *nmask  = cpuset_current_mems_allowed;
882                 task_unlock(current);
883                 return 0;
884         }
885
886         if (flags & MPOL_F_ADDR) {
887                 /*
888                  * Do NOT fall back to task policy if the
889                  * vma/shared policy at addr is NULL.  We
890                  * want to return MPOL_DEFAULT in this case.
891                  */
892                 down_read(&mm->mmap_sem);
893                 vma = find_vma_intersection(mm, addr, addr+1);
894                 if (!vma) {
895                         up_read(&mm->mmap_sem);
896                         return -EFAULT;
897                 }
898                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy)
899                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
900                 else
901                         pol = vma->vm_policy;
902         } else if (addr)
903                 return -EINVAL;
904
905         if (!pol)
906                 pol = &default_policy;  /* indicates default behavior */
907
908         if (flags & MPOL_F_NODE) {
909                 if (flags & MPOL_F_ADDR) {
910                         err = lookup_node(addr);
911                         if (err < 0)
912                                 goto out;
913                         *policy = err;
914                 } else if (pol == current->mempolicy &&
915                                 pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
916                         *policy = next_node_in(current->il_prev, pol->v.nodes);
917                 } else {
918                         err = -EINVAL;
919                         goto out;
920                 }
921         } else {
922                 *policy = pol == &default_policy ? MPOL_DEFAULT :
923                                                 pol->mode;
924                 /*
925                  * Internal mempolicy flags must be masked off before exposing
926                  * the policy to userspace.
927                  */
928                 *policy |= (pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS);
929         }
930
931         err = 0;
932         if (nmask) {
933                 if (mpol_store_user_nodemask(pol)) {
934                         *nmask = pol->w.user_nodemask;
935                 } else {
936                         task_lock(current);
937                         get_policy_nodemask(pol, nmask);
938                         task_unlock(current);
939                 }
940         }
941
942  out:
943         mpol_cond_put(pol);
944         if (vma)
945                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
946         return err;
947 }
948
949 #ifdef CONFIG_MIGRATION
950 /*
951  * page migration, thp tail pages can be passed.
952  */
953 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
954                                 unsigned long flags)
955 {
956         struct page *head = compound_head(page);
957         /*
958          * Avoid migrating a page that is shared with others.
959          */
960         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) || page_mapcount(head) == 1) {
961                 if (!isolate_lru_page(head)) {
962                         list_add_tail(&head->lru, pagelist);
963                         mod_node_page_state(page_pgdat(head),
964                                 NR_ISOLATED_ANON + page_is_file_cache(head),
965                                 hpage_nr_pages(head));
966                 }
967         }
968 }
969
970 static struct page *new_node_page(struct page *page, unsigned long node, int **x)
971 {
972         if (PageHuge(page))
973                 return alloc_huge_page_node(page_hstate(compound_head(page)),
974                                         node);
975         else if (thp_migration_supported() && PageTransHuge(page)) {
976                 struct page *thp;
977
978                 thp = alloc_pages_node(node,
979                         (GFP_TRANSHUGE | __GFP_THISNODE),
980                         HPAGE_PMD_ORDER);
981                 if (!thp)
982                         return NULL;
983                 prep_transhuge_page(thp);
984                 return thp;
985         } else
986                 return __alloc_pages_node(node, GFP_HIGHUSER_MOVABLE |
987                                                     __GFP_THISNODE, 0);
988 }
989
990 /*
991  * Migrate pages from one node to a target node.
992  * Returns error or the number of pages not migrated.
993  */
994 static int migrate_to_node(struct mm_struct *mm, int source, int dest,
995                            int flags)
996 {
997         nodemask_t nmask;
998         LIST_HEAD(pagelist);
999         int err = 0;
1000
1001         nodes_clear(nmask);
1002         node_set(source, nmask);
1003
1004         /*
1005          * This does not "check" the range but isolates all pages that
1006          * need migration.  Between passing in the full user address
1007          * space range and MPOL_MF_DISCONTIG_OK, this call can not fail.
1008          */
1009         VM_BUG_ON(!(flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)));
1010         queue_pages_range(mm, mm->mmap->vm_start, mm->task_size, &nmask,
1011                         flags | MPOL_MF_DISCONTIG_OK, &pagelist);
1012
1013         if (!list_empty(&pagelist)) {
1014                 err = migrate_pages(&pagelist, new_node_page, NULL, dest,
1015                                         MIGRATE_SYNC, MR_SYSCALL);
1016                 if (err)
1017                         putback_movable_pages(&pagelist);
1018         }
1019
1020         return err;
1021 }
1022
1023 /*
1024  * Move pages between the two nodesets so as to preserve the physical
1025  * layout as much as possible.
1026  *
1027  * Returns the number of page that could not be moved.
1028  */
1029 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1030                      const nodemask_t *to, int flags)
1031 {
1032         int busy = 0;
1033         int err;
1034         nodemask_t tmp;
1035
1036         err = migrate_prep();
1037         if (err)
1038                 return err;
1039
1040         down_read(&mm->mmap_sem);
1041
1042         /*
1043          * Find a 'source' bit set in 'tmp' whose corresponding 'dest'
1044          * bit in 'to' is not also set in 'tmp'.  Clear the found 'source'
1045          * bit in 'tmp', and return that <source, dest> pair for migration.
1046          * The pair of nodemasks 'to' and 'from' define the map.
1047          *
1048          * If no pair of bits is found that way, fallback to picking some
1049          * pair of 'source' and 'dest' bits that are not the same.  If the
1050          * 'source' and 'dest' bits are the same, this represents a node
1051          * that will be migrating to itself, so no pages need move.
1052          *
1053          * If no bits are left in 'tmp', or if all remaining bits left
1054          * in 'tmp' correspond to the same bit in 'to', return false
1055          * (nothing left to migrate).
1056          *
1057          * This lets us pick a pair of nodes to migrate between, such that
1058          * if possible the dest node is not already occupied by some other
1059          * source node, minimizing the risk of overloading the memory on a
1060          * node that would happen if we migrated incoming memory to a node
1061          * before migrating outgoing memory source that same node.
1062          *
1063          * A single scan of tmp is sufficient.  As we go, we remember the
1064          * most recent <s, d> pair that moved (s != d).  If we find a pair
1065          * that not only moved, but what's better, moved to an empty slot
1066          * (d is not set in tmp), then we break out then, with that pair.
1067          * Otherwise when we finish scanning from_tmp, we at least have the
1068          * most recent <s, d> pair that moved.  If we get all the way through
1069          * the scan of tmp without finding any node that moved, much less
1070          * moved to an empty node, then there is nothing left worth migrating.
1071          */
1072
1073         tmp = *from;
1074         while (!nodes_empty(tmp)) {
1075                 int s,d;
1076                 int source = NUMA_NO_NODE;
1077                 int dest = 0;
1078
1079                 for_each_node_mask(s, tmp) {
1080
1081                         /*
1082                          * do_migrate_pages() tries to maintain the relative
1083                          * node relationship of the pages established between
1084                          * threads and memory areas.
1085                          *
1086                          * However if the number of source nodes is not equal to
1087                          * the number of destination nodes we can not preserve
1088                          * this node relative relationship.  In that case, skip
1089                          * copying memory from a node that is in the destination
1090                          * mask.
1091                          *
1092                          * Example: [2,3,4] -> [3,4,5] moves everything.
1093                          *          [0-7] - > [3,4,5] moves only 0,1,2,6,7.
1094                          */
1095
1096                         if ((nodes_weight(*from) != nodes_weight(*to)) &&
1097                                                 (node_isset(s, *to)))
1098                                 continue;
1099
1100                         d = node_remap(s, *from, *to);
1101                         if (s == d)
1102                                 continue;
1103
1104                         source = s;     /* Node moved. Memorize */
1105                         dest = d;
1106
1107                         /* dest not in remaining from nodes? */
1108                         if (!node_isset(dest, tmp))
1109                                 break;
1110                 }
1111                 if (source == NUMA_NO_NODE)
1112                         break;
1113
1114                 node_clear(source, tmp);
1115                 err = migrate_to_node(mm, source, dest, flags);
1116                 if (err > 0)
1117                         busy += err;
1118                 if (err < 0)
1119                         break;
1120         }
1121         up_read(&mm->mmap_sem);
1122         if (err < 0)
1123                 return err;
1124         return busy;
1125
1126 }
1127
1128 /*
1129  * Allocate a new page for page migration based on vma policy.
1130  * Start by assuming the page is mapped by the same vma as contains @start.
1131  * Search forward from there, if not.  N.B., this assumes that the
1132  * list of pages handed to migrate_pages()--which is how we get here--
1133  * is in virtual address order.
1134  */
1135 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start, int **x)
1136 {
1137         struct vm_area_struct *vma;
1138         unsigned long uninitialized_var(address);
1139
1140         vma = find_vma(current->mm, start);
1141         while (vma) {
1142                 address = page_address_in_vma(page, vma);
1143                 if (address != -EFAULT)
1144                         break;
1145                 vma = vma->vm_next;
1146         }
1147
1148         if (PageHuge(page)) {
1149                 BUG_ON(!vma);
1150                 return alloc_huge_page_noerr(vma, address, 1);
1151         } else if (thp_migration_supported() && PageTransHuge(page)) {
1152                 struct page *thp;
1153
1154                 thp = alloc_hugepage_vma(GFP_TRANSHUGE, vma, address,
1155                                          HPAGE_PMD_ORDER);
1156                 if (!thp)
1157                         return NULL;
1158                 prep_transhuge_page(thp);
1159                 return thp;
1160         }
1161         /*
1162          * if !vma, alloc_page_vma() will use task or system default policy
1163          */
1164         return alloc_page_vma(GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_RETRY_MAYFAIL,
1165                         vma, address);
1166 }
1167 #else
1168
1169 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1170                                 unsigned long flags)
1171 {
1172 }
1173
1174 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1175                      const nodemask_t *to, int flags)
1176 {
1177         return -ENOSYS;
1178 }
1179
1180 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start, int **x)
1181 {
1182         return NULL;
1183 }
1184 #endif
1185
1186 static long do_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1187                      unsigned short mode, unsigned short mode_flags,
1188                      nodemask_t *nmask, unsigned long flags)
1189 {
1190         struct mm_struct *mm = current->mm;
1191         struct mempolicy *new;
1192         unsigned long end;
1193         int err;
1194         LIST_HEAD(pagelist);
1195
1196         if (flags & ~(unsigned long)MPOL_MF_VALID)
1197                 return -EINVAL;
1198         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1199                 return -EPERM;
1200
1201         if (start & ~PAGE_MASK)
1202                 return -EINVAL;
1203
1204         if (mode == MPOL_DEFAULT)
1205                 flags &= ~MPOL_MF_STRICT;
1206
1207         len = (len + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
1208         end = start + len;
1209
1210         if (end < start)
1211                 return -EINVAL;
1212         if (end == start)
1213                 return 0;
1214
1215         new = mpol_new(mode, mode_flags, nmask);
1216         if (IS_ERR(new))
1217                 return PTR_ERR(new);
1218
1219         if (flags & MPOL_MF_LAZY)
1220                 new->flags |= MPOL_F_MOF;
1221
1222         /*
1223          * If we are using the default policy then operation
1224          * on discontinuous address spaces is okay after all
1225          */
1226         if (!new)
1227                 flags |= MPOL_MF_DISCONTIG_OK;
1228
1229         pr_debug("mbind %lx-%lx mode:%d flags:%d nodes:%lx\n",
1230                  start, start + len, mode, mode_flags,
1231                  nmask ? nodes_addr(*nmask)[0] : NUMA_NO_NODE);
1232
1233         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
1234
1235                 err = migrate_prep();
1236                 if (err)
1237                         goto mpol_out;
1238         }
1239         {
1240                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1241                 if (scratch) {
1242                         down_write(&mm->mmap_sem);
1243                         task_lock(current);
1244                         err = mpol_set_nodemask(new, nmask, scratch);
1245                         task_unlock(current);
1246                         if (err)
1247                                 up_write(&mm->mmap_sem);
1248                 } else
1249                         err = -ENOMEM;
1250                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1251         }
1252         if (err)
1253                 goto mpol_out;
1254
1255         err = queue_pages_range(mm, start, end, nmask,
1256                           flags | MPOL_MF_INVERT, &pagelist);
1257         if (!err)
1258                 err = mbind_range(mm, start, end, new);
1259
1260         if (!err) {
1261                 int nr_failed = 0;
1262
1263                 if (!list_empty(&pagelist)) {
1264                         WARN_ON_ONCE(flags & MPOL_MF_LAZY);
1265                         nr_failed = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL,
1266                                 start, MIGRATE_SYNC, MR_MEMPOLICY_MBIND);
1267                         if (nr_failed)
1268                                 putback_movable_pages(&pagelist);
1269                 }
1270
1271                 if (nr_failed && (flags & MPOL_MF_STRICT))
1272                         err = -EIO;
1273         } else
1274                 putback_movable_pages(&pagelist);
1275
1276         up_write(&mm->mmap_sem);
1277  mpol_out:
1278         mpol_put(new);
1279         return err;
1280 }
1281
1282 /*
1283  * User space interface with variable sized bitmaps for nodelists.
1284  */
1285
1286 /* Copy a node mask from user space. */
1287 static int get_nodes(nodemask_t *nodes, const unsigned long __user *nmask,
1288                      unsigned long maxnode)
1289 {
1290         unsigned long k;
1291         unsigned long t;
1292         unsigned long nlongs;
1293         unsigned long endmask;
1294
1295         --maxnode;
1296         nodes_clear(*nodes);
1297         if (maxnode == 0 || !nmask)
1298                 return 0;
1299         if (maxnode > PAGE_SIZE*BITS_PER_BYTE)
1300                 return -EINVAL;
1301
1302         nlongs = BITS_TO_LONGS(maxnode);
1303         if ((maxnode % BITS_PER_LONG) == 0)
1304                 endmask = ~0UL;
1305         else
1306                 endmask = (1UL << (maxnode % BITS_PER_LONG)) - 1;
1307
1308         /*
1309          * When the user specified more nodes than supported just check
1310          * if the non supported part is all zero.
1311          *
1312          * If maxnode have more longs than MAX_NUMNODES, check
1313          * the bits in that area first. And then go through to
1314          * check the rest bits which equal or bigger than MAX_NUMNODES.
1315          * Otherwise, just check bits [MAX_NUMNODES, maxnode).
1316          */
1317         if (nlongs > BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES)) {
1318                 if (nlongs > PAGE_SIZE/sizeof(long))
1319                         return -EINVAL;
1320                 for (k = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES); k < nlongs; k++) {
1321                         if (get_user(t, nmask + k))
1322                                 return -EFAULT;
1323                         if (k == nlongs - 1) {
1324                                 if (t & endmask)
1325                                         return -EINVAL;
1326                         } else if (t)
1327                                 return -EINVAL;
1328                 }
1329                 nlongs = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES);
1330                 endmask = ~0UL;
1331         }
1332
1333         if (maxnode > MAX_NUMNODES && MAX_NUMNODES % BITS_PER_LONG != 0) {
1334                 unsigned long valid_mask = endmask;
1335
1336                 valid_mask &= ~((1UL << (MAX_NUMNODES % BITS_PER_LONG)) - 1);
1337                 if (get_user(t, nmask + nlongs - 1))
1338                         return -EFAULT;
1339                 if (t & valid_mask)
1340                         return -EINVAL;
1341         }
1342
1343         if (copy_from_user(nodes_addr(*nodes), nmask, nlongs*sizeof(unsigned long)))
1344                 return -EFAULT;
1345         nodes_addr(*nodes)[nlongs-1] &= endmask;
1346         return 0;
1347 }
1348
1349 /* Copy a kernel node mask to user space */
1350 static int copy_nodes_to_user(unsigned long __user *mask, unsigned long maxnode,
1351                               nodemask_t *nodes)
1352 {
1353         unsigned long copy = ALIGN(maxnode-1, 64) / 8;
1354         unsigned int nbytes = BITS_TO_LONGS(nr_node_ids) * sizeof(long);
1355
1356         if (copy > nbytes) {
1357                 if (copy > PAGE_SIZE)
1358                         return -EINVAL;
1359                 if (clear_user((char __user *)mask + nbytes, copy - nbytes))
1360                         return -EFAULT;
1361                 copy = nbytes;
1362         }
1363         return copy_to_user(mask, nodes_addr(*nodes), copy) ? -EFAULT : 0;
1364 }
1365
1366 SYSCALL_DEFINE6(mbind, unsigned long, start, unsigned long, len,
1367                 unsigned long, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1368                 unsigned long, maxnode, unsigned, flags)
1369 {
1370         nodemask_t nodes;
1371         int err;
1372         unsigned short mode_flags;
1373
1374         mode_flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1375         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1376         if (mode >= MPOL_MAX)
1377                 return -EINVAL;
1378         if ((mode_flags & MPOL_F_STATIC_NODES) &&
1379             (mode_flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1380                 return -EINVAL;
1381         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1382         if (err)
1383                 return err;
1384         return do_mbind(start, len, mode, mode_flags, &nodes, flags);
1385 }
1386
1387 /* Set the process memory policy */
1388 SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1389                 unsigned long, maxnode)
1390 {
1391         int err;
1392         nodemask_t nodes;
1393         unsigned short flags;
1394
1395         flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1396         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1397         if ((unsigned int)mode >= MPOL_MAX)
1398                 return -EINVAL;
1399         if ((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) && (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1400                 return -EINVAL;
1401         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1402         if (err)
1403                 return err;
1404         return do_set_mempolicy(mode, flags, &nodes);
1405 }
1406
1407 SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, pid_t, pid, unsigned long, maxnode,
1408                 const unsigned long __user *, old_nodes,
1409                 const unsigned long __user *, new_nodes)
1410 {
1411         const struct cred *cred = current_cred(), *tcred;
1412         struct mm_struct *mm = NULL;
1413         struct task_struct *task;
1414         nodemask_t task_nodes;
1415         int err;
1416         nodemask_t *old;
1417         nodemask_t *new;
1418         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1419
1420         if (!scratch)
1421                 return -ENOMEM;
1422
1423         old = &scratch->mask1;
1424         new = &scratch->mask2;
1425
1426         err = get_nodes(old, old_nodes, maxnode);
1427         if (err)
1428                 goto out;
1429
1430         err = get_nodes(new, new_nodes, maxnode);
1431         if (err)
1432                 goto out;
1433
1434         /* Find the mm_struct */
1435         rcu_read_lock();
1436         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1437         if (!task) {
1438                 rcu_read_unlock();
1439                 err = -ESRCH;
1440                 goto out;
1441         }
1442         get_task_struct(task);
1443
1444         err = -EINVAL;
1445
1446         /*
1447          * Check if this process has the right to modify the specified
1448          * process. The right exists if the process has administrative
1449          * capabilities, superuser privileges or the same
1450          * userid as the target process.
1451          */
1452         tcred = __task_cred(task);
1453         if (!uid_eq(cred->euid, tcred->suid) && !uid_eq(cred->euid, tcred->uid) &&
1454             !uid_eq(cred->uid,  tcred->suid) && !uid_eq(cred->uid,  tcred->uid) &&
1455             !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1456                 rcu_read_unlock();
1457                 err = -EPERM;
1458                 goto out_put;
1459         }
1460         rcu_read_unlock();
1461
1462         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1463         /* Is the user allowed to access the target nodes? */
1464         if (!nodes_subset(*new, task_nodes) && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1465                 err = -EPERM;
1466                 goto out_put;
1467         }
1468
1469         task_nodes = cpuset_mems_allowed(current);
1470         nodes_and(*new, *new, task_nodes);
1471         if (nodes_empty(*new))
1472                 goto out_put;
1473
1474         nodes_and(*new, *new, node_states[N_MEMORY]);
1475         if (nodes_empty(*new))
1476                 goto out_put;
1477
1478         err = security_task_movememory(task);
1479         if (err)
1480                 goto out_put;
1481
1482         mm = get_task_mm(task);
1483         put_task_struct(task);
1484
1485         if (!mm) {
1486                 err = -EINVAL;
1487                 goto out;
1488         }
1489
1490         err = do_migrate_pages(mm, old, new,
1491                 capable(CAP_SYS_NICE) ? MPOL_MF_MOVE_ALL : MPOL_MF_MOVE);
1492
1493         mmput(mm);
1494 out:
1495         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1496
1497         return err;
1498
1499 out_put:
1500         put_task_struct(task);
1501         goto out;
1502
1503 }
1504
1505
1506 /* Retrieve NUMA policy */
1507 SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1508                 unsigned long __user *, nmask, unsigned long, maxnode,
1509                 unsigned long, addr, unsigned long, flags)
1510 {
1511         int err;
1512         int uninitialized_var(pval);
1513         nodemask_t nodes;
1514
1515         if (nmask != NULL && maxnode < nr_node_ids)
1516                 return -EINVAL;
1517
1518         err = do_get_mempolicy(&pval, &nodes, addr, flags);
1519
1520         if (err)
1521                 return err;
1522
1523         if (policy && put_user(pval, policy))
1524                 return -EFAULT;
1525
1526         if (nmask)
1527                 err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, &nodes);
1528
1529         return err;
1530 }
1531
1532 #ifdef CONFIG_COMPAT
1533
1534 COMPAT_SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1535                        compat_ulong_t __user *, nmask,
1536                        compat_ulong_t, maxnode,
1537                        compat_ulong_t, addr, compat_ulong_t, flags)
1538 {
1539         long err;
1540         unsigned long __user *nm = NULL;
1541         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1542         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1543
1544         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, nr_node_ids);
1545         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1546
1547         if (nmask)
1548                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1549
1550         err = sys_get_mempolicy(policy, nm, nr_bits+1, addr, flags);
1551
1552         if (!err && nmask) {
1553                 unsigned long copy_size;
1554                 copy_size = min_t(unsigned long, sizeof(bm), alloc_size);
1555                 err = copy_from_user(bm, nm, copy_size);
1556                 /* ensure entire bitmap is zeroed */
1557                 err |= clear_user(nmask, ALIGN(maxnode-1, 8) / 8);
1558                 err |= compat_put_bitmap(nmask, bm, nr_bits);
1559         }
1560
1561         return err;
1562 }
1563
1564 COMPAT_SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, compat_ulong_t __user *, nmask,
1565                        compat_ulong_t, maxnode)
1566 {
1567         unsigned long __user *nm = NULL;
1568         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1569         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1570
1571         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1572         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1573
1574         if (nmask) {
1575                 if (compat_get_bitmap(bm, nmask, nr_bits))
1576                         return -EFAULT;
1577                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1578                 if (copy_to_user(nm, bm, alloc_size))
1579                         return -EFAULT;
1580         }
1581
1582         return sys_set_mempolicy(mode, nm, nr_bits+1);
1583 }
1584
1585 COMPAT_SYSCALL_DEFINE6(mbind, compat_ulong_t, start, compat_ulong_t, len,
1586                        compat_ulong_t, mode, compat_ulong_t __user *, nmask,
1587                        compat_ulong_t, maxnode, compat_ulong_t, flags)
1588 {
1589         unsigned long __user *nm = NULL;
1590         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1591         nodemask_t bm;
1592
1593         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1594         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1595
1596         if (nmask) {
1597                 if (compat_get_bitmap(nodes_addr(bm), nmask, nr_bits))
1598                         return -EFAULT;
1599                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1600                 if (copy_to_user(nm, nodes_addr(bm), alloc_size))
1601                         return -EFAULT;
1602         }
1603
1604         return sys_mbind(start, len, mode, nm, nr_bits+1, flags);
1605 }
1606
1607 #endif
1608
1609 struct mempolicy *__get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1610                                                 unsigned long addr)
1611 {
1612         struct mempolicy *pol = NULL;
1613
1614         if (vma) {
1615                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1616                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
1617                 } else if (vma->vm_policy) {
1618                         pol = vma->vm_policy;
1619
1620                         /*
1621                          * shmem_alloc_page() passes MPOL_F_SHARED policy with
1622                          * a pseudo vma whose vma->vm_ops=NULL. Take a reference
1623                          * count on these policies which will be dropped by
1624                          * mpol_cond_put() later
1625                          */
1626                         if (mpol_needs_cond_ref(pol))
1627                                 mpol_get(pol);
1628                 }
1629         }
1630
1631         return pol;
1632 }
1633
1634 /*
1635  * get_vma_policy(@vma, @addr)
1636  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
1637  * @addr: address in @vma for shared policy lookup
1638  *
1639  * Returns effective policy for a VMA at specified address.
1640  * Falls back to current->mempolicy or system default policy, as necessary.
1641  * Shared policies [those marked as MPOL_F_SHARED] require an extra reference
1642  * count--added by the get_policy() vm_op, as appropriate--to protect against
1643  * freeing by another task.  It is the caller's responsibility to free the
1644  * extra reference for shared policies.
1645  */
1646 static struct mempolicy *get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1647                                                 unsigned long addr)
1648 {
1649         struct mempolicy *pol = __get_vma_policy(vma, addr);
1650
1651         if (!pol)
1652                 pol = get_task_policy(current);
1653
1654         return pol;
1655 }
1656
1657 bool vma_policy_mof(struct vm_area_struct *vma)
1658 {
1659         struct mempolicy *pol;
1660
1661         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1662                 bool ret = false;
1663
1664                 pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, vma->vm_start);
1665                 if (pol && (pol->flags & MPOL_F_MOF))
1666                         ret = true;
1667                 mpol_cond_put(pol);
1668
1669                 return ret;
1670         }
1671
1672         pol = vma->vm_policy;
1673         if (!pol)
1674                 pol = get_task_policy(current);
1675
1676         return pol->flags & MPOL_F_MOF;
1677 }
1678
1679 static int apply_policy_zone(struct mempolicy *policy, enum zone_type zone)
1680 {
1681         enum zone_type dynamic_policy_zone = policy_zone;
1682
1683         BUG_ON(dynamic_policy_zone == ZONE_MOVABLE);
1684
1685         /*
1686          * if policy->v.nodes has movable memory only,
1687          * we apply policy when gfp_zone(gfp) = ZONE_MOVABLE only.
1688          *
1689          * policy->v.nodes is intersect with node_states[N_MEMORY].
1690          * so if the following test faile, it implies
1691          * policy->v.nodes has movable memory only.
1692          */
1693         if (!nodes_intersects(policy->v.nodes, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
1694                 dynamic_policy_zone = ZONE_MOVABLE;
1695
1696         return zone >= dynamic_policy_zone;
1697 }
1698
1699 /*
1700  * Return a nodemask representing a mempolicy for filtering nodes for
1701  * page allocation
1702  */
1703 static nodemask_t *policy_nodemask(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1704 {
1705         /* Lower zones don't get a nodemask applied for MPOL_BIND */
1706         if (unlikely(policy->mode == MPOL_BIND) &&
1707                         apply_policy_zone(policy, gfp_zone(gfp)) &&
1708                         cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(&policy->v.nodes))
1709                 return &policy->v.nodes;
1710
1711         return NULL;
1712 }
1713
1714 /* Return the node id preferred by the given mempolicy, or the given id */
1715 static int policy_node(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy,
1716                                                                 int nd)
1717 {
1718         if (policy->mode == MPOL_PREFERRED && !(policy->flags & MPOL_F_LOCAL))
1719                 nd = policy->v.preferred_node;
1720         else {
1721                 /*
1722                  * __GFP_THISNODE shouldn't even be used with the bind policy
1723                  * because we might easily break the expectation to stay on the
1724                  * requested node and not break the policy.
1725                  */
1726                 WARN_ON_ONCE(policy->mode == MPOL_BIND && (gfp & __GFP_THISNODE));
1727         }
1728
1729         return nd;
1730 }
1731
1732 /* Do dynamic interleaving for a process */
1733 static unsigned interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
1734 {
1735         unsigned next;
1736         struct task_struct *me = current;
1737
1738         next = next_node_in(me->il_prev, policy->v.nodes);
1739         if (next < MAX_NUMNODES)
1740                 me->il_prev = next;
1741         return next;
1742 }
1743
1744 /*
1745  * Depending on the memory policy provide a node from which to allocate the
1746  * next slab entry.
1747  */
1748 unsigned int mempolicy_slab_node(void)
1749 {
1750         struct mempolicy *policy;
1751         int node = numa_mem_id();
1752
1753         if (in_interrupt())
1754                 return node;
1755
1756         policy = current->mempolicy;
1757         if (!policy || policy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1758                 return node;
1759
1760         switch (policy->mode) {
1761         case MPOL_PREFERRED:
1762                 /*
1763                  * handled MPOL_F_LOCAL above
1764                  */
1765                 return policy->v.preferred_node;
1766
1767         case MPOL_INTERLEAVE:
1768                 return interleave_nodes(policy);
1769
1770         case MPOL_BIND: {
1771                 struct zoneref *z;
1772
1773                 /*
1774                  * Follow bind policy behavior and start allocation at the
1775                  * first node.
1776                  */
1777                 struct zonelist *zonelist;
1778                 enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(GFP_KERNEL);
1779                 zonelist = &NODE_DATA(node)->node_zonelists[ZONELIST_FALLBACK];
1780                 z = first_zones_zonelist(zonelist, highest_zoneidx,
1781                                                         &policy->v.nodes);
1782                 return z->zone ? z->zone->node : node;
1783         }
1784
1785         default:
1786                 BUG();
1787         }
1788 }
1789
1790 /*
1791  * Do static interleaving for a VMA with known offset @n.  Returns the n'th
1792  * node in pol->v.nodes (starting from n=0), wrapping around if n exceeds the
1793  * number of present nodes.
1794  */
1795 static unsigned offset_il_node(struct mempolicy *pol, unsigned long n)
1796 {
1797         unsigned nnodes = nodes_weight(pol->v.nodes);
1798         unsigned target;
1799         int i;
1800         int nid;
1801
1802         if (!nnodes)
1803                 return numa_node_id();
1804         target = (unsigned int)n % nnodes;
1805         nid = first_node(pol->v.nodes);
1806         for (i = 0; i < target; i++)
1807                 nid = next_node(nid, pol->v.nodes);
1808         return nid;
1809 }
1810
1811 /* Determine a node number for interleave */
1812 static inline unsigned interleave_nid(struct mempolicy *pol,
1813                  struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, int shift)
1814 {
1815         if (vma) {
1816                 unsigned long off;
1817
1818                 /*
1819                  * for small pages, there is no difference between
1820                  * shift and PAGE_SHIFT, so the bit-shift is safe.
1821                  * for huge pages, since vm_pgoff is in units of small
1822                  * pages, we need to shift off the always 0 bits to get
1823                  * a useful offset.
1824                  */
1825                 BUG_ON(shift < PAGE_SHIFT);
1826                 off = vma->vm_pgoff >> (shift - PAGE_SHIFT);
1827                 off += (addr - vma->vm_start) >> shift;
1828                 return offset_il_node(pol, off);
1829         } else
1830                 return interleave_nodes(pol);
1831 }
1832
1833 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
1834 /*
1835  * huge_node(@vma, @addr, @gfp_flags, @mpol)
1836  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
1837  * @addr: address in @vma for shared policy lookup and interleave policy
1838  * @gfp_flags: for requested zone
1839  * @mpol: pointer to mempolicy pointer for reference counted mempolicy
1840  * @nodemask: pointer to nodemask pointer for MPOL_BIND nodemask
1841  *
1842  * Returns a nid suitable for a huge page allocation and a pointer
1843  * to the struct mempolicy for conditional unref after allocation.
1844  * If the effective policy is 'BIND, returns a pointer to the mempolicy's
1845  * @nodemask for filtering the zonelist.
1846  *
1847  * Must be protected by read_mems_allowed_begin()
1848  */
1849 int huge_node(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, gfp_t gfp_flags,
1850                                 struct mempolicy **mpol, nodemask_t **nodemask)
1851 {
1852         int nid;
1853
1854         *mpol = get_vma_policy(vma, addr);
1855         *nodemask = NULL;       /* assume !MPOL_BIND */
1856
1857         if (unlikely((*mpol)->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
1858                 nid = interleave_nid(*mpol, vma, addr,
1859                                         huge_page_shift(hstate_vma(vma)));
1860         } else {
1861                 nid = policy_node(gfp_flags, *mpol, numa_node_id());
1862                 if ((*mpol)->mode == MPOL_BIND)
1863                         *nodemask = &(*mpol)->v.nodes;
1864         }
1865         return nid;
1866 }
1867
1868 /*
1869  * init_nodemask_of_mempolicy
1870  *
1871  * If the current task's mempolicy is "default" [NULL], return 'false'
1872  * to indicate default policy.  Otherwise, extract the policy nodemask
1873  * for 'bind' or 'interleave' policy into the argument nodemask, or
1874  * initialize the argument nodemask to contain the single node for
1875  * 'preferred' or 'local' policy and return 'true' to indicate presence
1876  * of non-default mempolicy.
1877  *
1878  * We don't bother with reference counting the mempolicy [mpol_get/put]
1879  * because the current task is examining it's own mempolicy and a task's
1880  * mempolicy is only ever changed by the task itself.
1881  *
1882  * N.B., it is the caller's responsibility to free a returned nodemask.
1883  */
1884 bool init_nodemask_of_mempolicy(nodemask_t *mask)
1885 {
1886         struct mempolicy *mempolicy;
1887         int nid;
1888
1889         if (!(mask && current->mempolicy))
1890                 return false;
1891
1892         task_lock(current);
1893         mempolicy = current->mempolicy;
1894         switch (mempolicy->mode) {
1895         case MPOL_PREFERRED:
1896                 if (mempolicy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1897                         nid = numa_node_id();
1898                 else
1899                         nid = mempolicy->v.preferred_node;
1900                 init_nodemask_of_node(mask, nid);
1901                 break;
1902
1903         case MPOL_BIND:
1904                 /* Fall through */
1905         case MPOL_INTERLEAVE:
1906                 *mask =  mempolicy->v.nodes;
1907                 break;
1908
1909         default:
1910                 BUG();
1911         }
1912         task_unlock(current);
1913
1914         return true;
1915 }
1916 #endif
1917
1918 /*
1919  * mempolicy_nodemask_intersects
1920  *
1921  * If tsk's mempolicy is "default" [NULL], return 'true' to indicate default
1922  * policy.  Otherwise, check for intersection between mask and the policy
1923  * nodemask for 'bind' or 'interleave' policy.  For 'perferred' or 'local'
1924  * policy, always return true since it may allocate elsewhere on fallback.
1925  *
1926  * Takes task_lock(tsk) to prevent freeing of its mempolicy.
1927  */
1928 bool mempolicy_nodemask_intersects(struct task_struct *tsk,
1929                                         const nodemask_t *mask)
1930 {
1931         struct mempolicy *mempolicy;
1932         bool ret = true;
1933
1934         if (!mask)
1935                 return ret;
1936         task_lock(tsk);
1937         mempolicy = tsk->mempolicy;
1938         if (!mempolicy)
1939                 goto out;
1940
1941         switch (mempolicy->mode) {
1942         case MPOL_PREFERRED:
1943                 /*
1944                  * MPOL_PREFERRED and MPOL_F_LOCAL are only preferred nodes to
1945                  * allocate from, they may fallback to other nodes when oom.
1946                  * Thus, it's possible for tsk to have allocated memory from
1947                  * nodes in mask.
1948                  */
1949                 break;
1950         case MPOL_BIND:
1951         case MPOL_INTERLEAVE:
1952                 ret = nodes_intersects(mempolicy->v.nodes, *mask);
1953                 break;
1954         default:
1955                 BUG();
1956         }
1957 out:
1958         task_unlock(tsk);
1959         return ret;
1960 }
1961
1962 /* Allocate a page in interleaved policy.
1963    Own path because it needs to do special accounting. */
1964 static struct page *alloc_page_interleave(gfp_t gfp, unsigned order,
1965                                         unsigned nid)
1966 {
1967         struct page *page;
1968
1969         page = __alloc_pages(gfp, order, nid);
1970         if (page && page_to_nid(page) == nid) {
1971                 preempt_disable();
1972                 __inc_numa_state(page_zone(page), NUMA_INTERLEAVE_HIT);
1973                 preempt_enable();
1974         }
1975         return page;
1976 }
1977
1978 /**
1979  *      alloc_pages_vma - Allocate a page for a VMA.
1980  *
1981  *      @gfp:
1982  *      %GFP_USER    user allocation.
1983  *      %GFP_KERNEL  kernel allocations,
1984  *      %GFP_HIGHMEM highmem/user allocations,
1985  *      %GFP_FS      allocation should not call back into a file system.
1986  *      %GFP_ATOMIC  don't sleep.
1987  *
1988  *      @order:Order of the GFP allocation.
1989  *      @vma:  Pointer to VMA or NULL if not available.
1990  *      @addr: Virtual Address of the allocation. Must be inside the VMA.
1991  *      @node: Which node to prefer for allocation (modulo policy).
1992  *      @hugepage: for hugepages try only the preferred node if possible
1993  *
1994  *      This function allocates a page from the kernel page pool and applies
1995  *      a NUMA policy associated with the VMA or the current process.
1996  *      When VMA is not NULL caller must hold down_read on the mmap_sem of the
1997  *      mm_struct of the VMA to prevent it from going away. Should be used for
1998  *      all allocations for pages that will be mapped into user space. Returns
1999  *      NULL when no page can be allocated.
2000  */
2001 struct page *
2002 alloc_pages_vma(gfp_t gfp, int order, struct vm_area_struct *vma,
2003                 unsigned long addr, int node, bool hugepage)
2004 {
2005         struct mempolicy *pol;
2006         struct page *page;
2007         int preferred_nid;
2008         nodemask_t *nmask;
2009
2010         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2011
2012         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
2013                 unsigned nid;
2014
2015                 nid = interleave_nid(pol, vma, addr, PAGE_SHIFT + order);
2016                 mpol_cond_put(pol);
2017                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, nid);
2018                 goto out;
2019         }
2020
2021         if (unlikely(IS_ENABLED(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) && hugepage)) {
2022                 int hpage_node = node;
2023
2024                 /*
2025                  * For hugepage allocation and non-interleave policy which
2026                  * allows the current node (or other explicitly preferred
2027                  * node) we only try to allocate from the current/preferred
2028                  * node and don't fall back to other nodes, as the cost of
2029                  * remote accesses would likely offset THP benefits.
2030                  *
2031                  * If the policy is interleave, or does not allow the current
2032                  * node in its nodemask, we allocate the standard way.
2033                  */
2034                 if (pol->mode == MPOL_PREFERRED &&
2035                                                 !(pol->flags & MPOL_F_LOCAL))
2036                         hpage_node = pol->v.preferred_node;
2037
2038                 nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2039                 if (!nmask || node_isset(hpage_node, *nmask)) {
2040                         mpol_cond_put(pol);
2041                         /*
2042                          * We cannot invoke reclaim if __GFP_THISNODE
2043                          * is set. Invoking reclaim with
2044                          * __GFP_THISNODE set, would cause THP
2045                          * allocations to trigger heavy swapping
2046                          * despite there may be tons of free memory
2047                          * (including potentially plenty of THP
2048                          * already available in the buddy) on all the
2049                          * other NUMA nodes.
2050                          *
2051                          * At most we could invoke compaction when
2052                          * __GFP_THISNODE is set (but we would need to
2053                          * refrain from invoking reclaim even if
2054                          * compaction returned COMPACT_SKIPPED because
2055                          * there wasn't not enough memory to succeed
2056                          * compaction). For now just avoid
2057                          * __GFP_THISNODE instead of limiting the
2058                          * allocation path to a strict and single
2059                          * compaction invocation.
2060                          *
2061                          * Supposedly if direct reclaim was enabled by
2062                          * the caller, the app prefers THP regardless
2063                          * of the node it comes from so this would be
2064                          * more desiderable behavior than only
2065                          * providing THP originated from the local
2066                          * node in such case.
2067                          */
2068                         if (!(gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM))
2069                                 gfp |= __GFP_THISNODE;
2070                         page = __alloc_pages_node(hpage_node, gfp, order);
2071                         goto out;
2072                 }
2073         }
2074
2075         nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2076         preferred_nid = policy_node(gfp, pol, node);
2077         page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order, preferred_nid, nmask);
2078         mpol_cond_put(pol);
2079 out:
2080         return page;
2081 }
2082
2083 /**
2084  *      alloc_pages_current - Allocate pages.
2085  *
2086  *      @gfp:
2087  *              %GFP_USER   user allocation,
2088  *              %GFP_KERNEL kernel allocation,
2089  *              %GFP_HIGHMEM highmem allocation,
2090  *              %GFP_FS     don't call back into a file system.
2091  *              %GFP_ATOMIC don't sleep.
2092  *      @order: Power of two of allocation size in pages. 0 is a single page.
2093  *
2094  *      Allocate a page from the kernel page pool.  When not in
2095  *      interrupt context and apply the current process NUMA policy.
2096  *      Returns NULL when no page can be allocated.
2097  */
2098 struct page *alloc_pages_current(gfp_t gfp, unsigned order)
2099 {
2100         struct mempolicy *pol = &default_policy;
2101         struct page *page;
2102
2103         if (!in_interrupt() && !(gfp & __GFP_THISNODE))
2104                 pol = get_task_policy(current);
2105
2106         /*
2107          * No reference counting needed for current->mempolicy
2108          * nor system default_policy
2109          */
2110         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
2111                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, interleave_nodes(pol));
2112         else
2113                 page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order,
2114                                 policy_node(gfp, pol, numa_node_id()),
2115                                 policy_nodemask(gfp, pol));
2116
2117         return page;
2118 }
2119 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_current);
2120
2121 int vma_dup_policy(struct vm_area_struct *src, struct vm_area_struct *dst)
2122 {
2123         struct mempolicy *pol = mpol_dup(vma_policy(src));
2124
2125         if (IS_ERR(pol))
2126                 return PTR_ERR(pol);
2127         dst->vm_policy = pol;
2128         return 0;
2129 }
2130
2131 /*
2132  * If mpol_dup() sees current->cpuset == cpuset_being_rebound, then it
2133  * rebinds the mempolicy its copying by calling mpol_rebind_policy()
2134  * with the mems_allowed returned by cpuset_mems_allowed().  This
2135  * keeps mempolicies cpuset relative after its cpuset moves.  See
2136  * further kernel/cpuset.c update_nodemask().
2137  *
2138  * current's mempolicy may be rebinded by the other task(the task that changes
2139  * cpuset's mems), so we needn't do rebind work for current task.
2140  */
2141
2142 /* Slow path of a mempolicy duplicate */
2143 struct mempolicy *__mpol_dup(struct mempolicy *old)
2144 {
2145         struct mempolicy *new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2146
2147         if (!new)
2148                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2149
2150         /* task's mempolicy is protected by alloc_lock */
2151         if (old == current->mempolicy) {
2152                 task_lock(current);
2153                 *new = *old;
2154                 task_unlock(current);
2155         } else
2156                 *new = *old;
2157
2158         if (current_cpuset_is_being_rebound()) {
2159                 nodemask_t mems = cpuset_mems_allowed(current);
2160                 mpol_rebind_policy(new, &mems);
2161         }
2162         atomic_set(&new->refcnt, 1);
2163         return new;
2164 }
2165
2166 /* Slow path of a mempolicy comparison */
2167 bool __mpol_equal(struct mempolicy *a, struct mempolicy *b)
2168 {
2169         if (!a || !b)
2170                 return false;
2171         if (a->mode != b->mode)
2172                 return false;
2173         if (a->flags != b->flags)
2174                 return false;
2175         if (mpol_store_user_nodemask(a))
2176                 if (!nodes_equal(a->w.user_nodemask, b->w.user_nodemask))
2177                         return false;
2178
2179         switch (a->mode) {
2180         case MPOL_BIND:
2181                 /* Fall through */
2182         case MPOL_INTERLEAVE:
2183                 return !!nodes_equal(a->v.nodes, b->v.nodes);
2184         case MPOL_PREFERRED:
2185                 /* a's ->flags is the same as b's */
2186                 if (a->flags & MPOL_F_LOCAL)
2187                         return true;
2188                 return a->v.preferred_node == b->v.preferred_node;
2189         default:
2190                 BUG();
2191                 return false;
2192         }
2193 }
2194
2195 /*
2196  * Shared memory backing store policy support.
2197  *
2198  * Remember policies even when nobody has shared memory mapped.
2199  * The policies are kept in Red-Black tree linked from the inode.
2200  * They are protected by the sp->lock rwlock, which should be held
2201  * for any accesses to the tree.
2202  */
2203
2204 /*
2205  * lookup first element intersecting start-end.  Caller holds sp->lock for
2206  * reading or for writing
2207  */
2208 static struct sp_node *
2209 sp_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long start, unsigned long end)
2210 {
2211         struct rb_node *n = sp->root.rb_node;
2212
2213         while (n) {
2214                 struct sp_node *p = rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2215
2216                 if (start >= p->end)
2217                         n = n->rb_right;
2218                 else if (end <= p->start)
2219                         n = n->rb_left;
2220                 else
2221                         break;
2222         }
2223         if (!n)
2224                 return NULL;
2225         for (;;) {
2226                 struct sp_node *w = NULL;
2227                 struct rb_node *prev = rb_prev(n);
2228                 if (!prev)
2229                         break;
2230                 w = rb_entry(prev, struct sp_node, nd);
2231                 if (w->end <= start)
2232                         break;
2233                 n = prev;
2234         }
2235         return rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2236 }
2237
2238 /*
2239  * Insert a new shared policy into the list.  Caller holds sp->lock for
2240  * writing.
2241  */
2242 static void sp_insert(struct shared_policy *sp, struct sp_node *new)
2243 {
2244         struct rb_node **p = &sp->root.rb_node;
2245         struct rb_node *parent = NULL;
2246         struct sp_node *nd;
2247
2248         while (*p) {
2249                 parent = *p;
2250                 nd = rb_entry(parent, struct sp_node, nd);
2251                 if (new->start < nd->start)
2252                         p = &(*p)->rb_left;
2253                 else if (new->end > nd->end)
2254                         p = &(*p)->rb_right;
2255                 else
2256                         BUG();
2257         }
2258         rb_link_node(&new->nd, parent, p);
2259         rb_insert_color(&new->nd, &sp->root);
2260         pr_debug("inserting %lx-%lx: %d\n", new->start, new->end,
2261                  new->policy ? new->policy->mode : 0);
2262 }
2263
2264 /* Find shared policy intersecting idx */
2265 struct mempolicy *
2266 mpol_shared_policy_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long idx)
2267 {
2268         struct mempolicy *pol = NULL;
2269         struct sp_node *sn;
2270
2271         if (!sp->root.rb_node)
2272                 return NULL;
2273         read_lock(&sp->lock);
2274         sn = sp_lookup(sp, idx, idx+1);
2275         if (sn) {
2276                 mpol_get(sn->policy);
2277                 pol = sn->policy;
2278         }
2279         read_unlock(&sp->lock);
2280         return pol;
2281 }
2282
2283 static void sp_free(struct sp_node *n)
2284 {
2285         mpol_put(n->policy);
2286         kmem_cache_free(sn_cache, n);
2287 }
2288
2289 /**
2290  * mpol_misplaced - check whether current page node is valid in policy
2291  *
2292  * @page: page to be checked
2293  * @vma: vm area where page mapped
2294  * @addr: virtual address where page mapped
2295  *
2296  * Lookup current policy node id for vma,addr and "compare to" page's
2297  * node id.
2298  *
2299  * Returns:
2300  *      -1      - not misplaced, page is in the right node
2301  *      node    - node id where the page should be
2302  *
2303  * Policy determination "mimics" alloc_page_vma().
2304  * Called from fault path where we know the vma and faulting address.
2305  */
2306 int mpol_misplaced(struct page *page, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
2307 {
2308         struct mempolicy *pol;
2309         struct zoneref *z;
2310         int curnid = page_to_nid(page);
2311         unsigned long pgoff;
2312         int thiscpu = raw_smp_processor_id();
2313         int thisnid = cpu_to_node(thiscpu);
2314         int polnid = -1;
2315         int ret = -1;
2316
2317         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2318         if (!(pol->flags & MPOL_F_MOF))
2319                 goto out;
2320
2321         switch (pol->mode) {
2322         case MPOL_INTERLEAVE:
2323                 pgoff = vma->vm_pgoff;
2324                 pgoff += (addr - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2325                 polnid = offset_il_node(pol, pgoff);
2326                 break;
2327
2328         case MPOL_PREFERRED:
2329                 if (pol->flags & MPOL_F_LOCAL)
2330                         polnid = numa_node_id();
2331                 else
2332                         polnid = pol->v.preferred_node;
2333                 break;
2334
2335         case MPOL_BIND:
2336
2337                 /*
2338                  * allows binding to multiple nodes.
2339                  * use current page if in policy nodemask,
2340                  * else select nearest allowed node, if any.
2341                  * If no allowed nodes, use current [!misplaced].
2342                  */
2343                 if (node_isset(curnid, pol->v.nodes))
2344                         goto out;
2345                 z = first_zones_zonelist(
2346                                 node_zonelist(numa_node_id(), GFP_HIGHUSER),
2347                                 gfp_zone(GFP_HIGHUSER),
2348                                 &pol->v.nodes);
2349                 polnid = z->zone->node;
2350                 break;
2351
2352         default:
2353                 BUG();
2354         }
2355
2356         /* Migrate the page towards the node whose CPU is referencing it */
2357         if (pol->flags & MPOL_F_MORON) {
2358                 polnid = thisnid;
2359
2360                 if (!should_numa_migrate_memory(current, page, curnid, thiscpu))
2361                         goto out;
2362         }
2363
2364         if (curnid != polnid)
2365                 ret = polnid;
2366 out:
2367         mpol_cond_put(pol);
2368
2369         return ret;
2370 }
2371
2372 /*
2373  * Drop the (possibly final) reference to task->mempolicy.  It needs to be
2374  * dropped after task->mempolicy is set to NULL so that any allocation done as
2375  * part of its kmem_cache_free(), such as by KASAN, doesn't reference a freed
2376  * policy.
2377  */
2378 void mpol_put_task_policy(struct task_struct *task)
2379 {
2380         struct mempolicy *pol;
2381
2382         task_lock(task);
2383         pol = task->mempolicy;
2384         task->mempolicy = NULL;
2385         task_unlock(task);
2386         mpol_put(pol);
2387 }
2388
2389 static void sp_delete(struct shared_policy *sp, struct sp_node *n)
2390 {
2391         pr_debug("deleting %lx-l%lx\n", n->start, n->end);
2392         rb_erase(&n->nd, &sp->root);
2393         sp_free(n);
2394 }
2395
2396 static void sp_node_init(struct sp_node *node, unsigned long start,
2397                         unsigned long end, struct mempolicy *pol)
2398 {
2399         node->start = start;
2400         node->end = end;
2401         node->policy = pol;
2402 }
2403
2404 static struct sp_node *sp_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
2405                                 struct mempolicy *pol)
2406 {
2407         struct sp_node *n;
2408         struct mempolicy *newpol;
2409
2410         n = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2411         if (!n)
2412                 return NULL;
2413
2414         newpol = mpol_dup(pol);
2415         if (IS_ERR(newpol)) {
2416                 kmem_cache_free(sn_cache, n);
2417                 return NULL;
2418         }
2419         newpol->flags |= MPOL_F_SHARED;
2420         sp_node_init(n, start, end, newpol);
2421
2422         return n;
2423 }
2424
2425 /* Replace a policy range. */
2426 static int shared_policy_replace(struct shared_policy *sp, unsigned long start,
2427                                  unsigned long end, struct sp_node *new)
2428 {
2429         struct sp_node *n;
2430         struct sp_node *n_new = NULL;
2431         struct mempolicy *mpol_new = NULL;
2432         int ret = 0;
2433
2434 restart:
2435         write_lock(&sp->lock);
2436         n = sp_lookup(sp, start, end);
2437         /* Take care of old policies in the same range. */
2438         while (n && n->start < end) {
2439                 struct rb_node *next = rb_next(&n->nd);
2440                 if (n->start >= start) {
2441                         if (n->end <= end)
2442                                 sp_delete(sp, n);
2443                         else
2444                                 n->start = end;
2445                 } else {
2446                         /* Old policy spanning whole new range. */
2447                         if (n->end > end) {
2448                                 if (!n_new)
2449                                         goto alloc_new;
2450
2451                                 *mpol_new = *n->policy;
2452                                 atomic_set(&mpol_new->refcnt, 1);
2453                                 sp_node_init(n_new, end, n->end, mpol_new);
2454                                 n->end = start;
2455                                 sp_insert(sp, n_new);
2456                                 n_new = NULL;
2457                                 mpol_new = NULL;
2458                                 break;
2459                         } else
2460                                 n->end = start;
2461                 }
2462                 if (!next)
2463                         break;
2464                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2465         }
2466         if (new)
2467                 sp_insert(sp, new);
2468         write_unlock(&sp->lock);
2469         ret = 0;
2470
2471 err_out:
2472         if (mpol_new)
2473                 mpol_put(mpol_new);
2474         if (n_new)
2475                 kmem_cache_free(sn_cache, n_new);
2476
2477         return ret;
2478
2479 alloc_new:
2480         write_unlock(&sp->lock);
2481         ret = -ENOMEM;
2482         n_new = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2483         if (!n_new)
2484                 goto err_out;
2485         mpol_new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2486         if (!mpol_new)
2487                 goto err_out;
2488         goto restart;
2489 }
2490
2491 /**
2492  * mpol_shared_policy_init - initialize shared policy for inode
2493  * @sp: pointer to inode shared policy
2494  * @mpol:  struct mempolicy to install
2495  *
2496  * Install non-NULL @mpol in inode's shared policy rb-tree.
2497  * On entry, the current task has a reference on a non-NULL @mpol.
2498  * This must be released on exit.
2499  * This is called at get_inode() calls and we can use GFP_KERNEL.
2500  */
2501 void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *sp, struct mempolicy *mpol)
2502 {
2503         int ret;
2504
2505         sp->root = RB_ROOT;             /* empty tree == default mempolicy */
2506         rwlock_init(&sp->lock);
2507
2508         if (mpol) {
2509                 struct vm_area_struct pvma;
2510                 struct mempolicy *new;
2511                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2512
2513                 if (!scratch)
2514                         goto put_mpol;
2515                 /* contextualize the tmpfs mount point mempolicy */
2516                 new = mpol_new(mpol->mode, mpol->flags, &mpol->w.user_nodemask);
2517                 if (IS_ERR(new))
2518                         goto free_scratch; /* no valid nodemask intersection */
2519
2520                 task_lock(current);
2521                 ret = mpol_set_nodemask(new, &mpol->w.user_nodemask, scratch);
2522                 task_unlock(current);
2523                 if (ret)
2524                         goto put_new;
2525
2526                 /* Create pseudo-vma that contains just the policy */
2527                 memset(&pvma, 0, sizeof(struct vm_area_struct));
2528                 pvma.vm_end = TASK_SIZE;        /* policy covers entire file */
2529                 mpol_set_shared_policy(sp, &pvma, new); /* adds ref */
2530
2531 put_new:
2532                 mpol_put(new);                  /* drop initial ref */
2533 free_scratch:
2534                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2535 put_mpol:
2536                 mpol_put(mpol); /* drop our incoming ref on sb mpol */
2537         }
2538 }
2539
2540 int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *info,
2541                         struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *npol)
2542 {
2543         int err;
2544         struct sp_node *new = NULL;
2545         unsigned long sz = vma_pages(vma);
2546
2547         pr_debug("set_shared_policy %lx sz %lu %d %d %lx\n",
2548                  vma->vm_pgoff,
2549                  sz, npol ? npol->mode : -1,
2550                  npol ? npol->flags : -1,
2551                  npol ? nodes_addr(npol->v.nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
2552
2553         if (npol) {
2554                 new = sp_alloc(vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, npol);
2555                 if (!new)
2556                         return -ENOMEM;
2557         }
2558         err = shared_policy_replace(info, vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff+sz, new);
2559         if (err && new)
2560                 sp_free(new);
2561         return err;
2562 }
2563
2564 /* Free a backing policy store on inode delete. */
2565 void mpol_free_shared_policy(struct shared_policy *p)
2566 {
2567         struct sp_node *n;
2568         struct rb_node *next;
2569
2570         if (!p->root.rb_node)
2571                 return;
2572         write_lock(&p->lock);
2573         next = rb_first(&p->root);
2574         while (next) {
2575                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2576                 next = rb_next(&n->nd);
2577                 sp_delete(p, n);
2578         }
2579         write_unlock(&p->lock);
2580 }
2581
2582 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2583 static int __initdata numabalancing_override;
2584
2585 static void __init check_numabalancing_enable(void)
2586 {
2587         bool numabalancing_default = false;
2588
2589         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA_BALANCING_DEFAULT_ENABLED))
2590                 numabalancing_default = true;
2591
2592         /* Parsed by setup_numabalancing. override == 1 enables, -1 disables */
2593         if (numabalancing_override)
2594                 set_numabalancing_state(numabalancing_override == 1);
2595
2596         if (num_online_nodes() > 1 && !numabalancing_override) {
2597                 pr_info("%s automatic NUMA balancing. Configure with numa_balancing= or the kernel.numa_balancing sysctl\n",
2598                         numabalancing_default ? "Enabling" : "Disabling");
2599                 set_numabalancing_state(numabalancing_default);
2600         }
2601 }
2602
2603 static int __init setup_numabalancing(char *str)
2604 {
2605         int ret = 0;
2606         if (!str)
2607                 goto out;
2608
2609         if (!strcmp(str, "enable")) {
2610                 numabalancing_override = 1;
2611                 ret = 1;
2612         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2613                 numabalancing_override = -1;
2614                 ret = 1;
2615         }
2616 out:
2617         if (!ret)
2618                 pr_warn("Unable to parse numa_balancing=\n");
2619
2620         return ret;
2621 }
2622 __setup("numa_balancing=", setup_numabalancing);
2623 #else
2624 static inline void __init check_numabalancing_enable(void)
2625 {
2626 }
2627 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2628
2629 /* assumes fs == KERNEL_DS */
2630 void __init numa_policy_init(void)
2631 {
2632         nodemask_t interleave_nodes;
2633         unsigned long largest = 0;
2634         int nid, prefer = 0;
2635
2636         policy_cache = kmem_cache_create("numa_policy",
2637                                          sizeof(struct mempolicy),
2638                                          0, SLAB_PANIC, NULL);
2639
2640         sn_cache = kmem_cache_create("shared_policy_node",
2641                                      sizeof(struct sp_node),
2642                                      0, SLAB_PANIC, NULL);
2643
2644         for_each_node(nid) {
2645                 preferred_node_policy[nid] = (struct mempolicy) {
2646                         .refcnt = ATOMIC_INIT(1),
2647                         .mode = MPOL_PREFERRED,
2648                         .flags = MPOL_F_MOF | MPOL_F_MORON,
2649                         .v = { .preferred_node = nid, },
2650                 };
2651         }
2652
2653         /*
2654          * Set interleaving policy for system init. Interleaving is only
2655          * enabled across suitably sized nodes (default is >= 16MB), or
2656          * fall back to the largest node if they're all smaller.
2657          */
2658         nodes_clear(interleave_nodes);
2659         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
2660                 unsigned long total_pages = node_present_pages(nid);
2661
2662                 /* Preserve the largest node */
2663                 if (largest < total_pages) {
2664                         largest = total_pages;
2665                         prefer = nid;
2666                 }
2667
2668                 /* Interleave this node? */
2669                 if ((total_pages << PAGE_SHIFT) >= (16 << 20))
2670                         node_set(nid, interleave_nodes);
2671         }
2672
2673         /* All too small, use the largest */
2674         if (unlikely(nodes_empty(interleave_nodes)))
2675                 node_set(prefer, interleave_nodes);
2676
2677         if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, 0, &interleave_nodes))
2678                 pr_err("%s: interleaving failed\n", __func__);
2679
2680         check_numabalancing_enable();
2681 }
2682
2683 /* Reset policy of current process to default */
2684 void numa_default_policy(void)
2685 {
2686         do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, 0, NULL);
2687 }
2688
2689 /*
2690  * Parse and format mempolicy from/to strings
2691  */
2692
2693 /*
2694  * "local" is implemented internally by MPOL_PREFERRED with MPOL_F_LOCAL flag.
2695  */
2696 static const char * const policy_modes[] =
2697 {
2698         [MPOL_DEFAULT]    = "default",
2699         [MPOL_PREFERRED]  = "prefer",
2700         [MPOL_BIND]       = "bind",
2701         [MPOL_INTERLEAVE] = "interleave",
2702         [MPOL_LOCAL]      = "local",
2703 };
2704
2705
2706 #ifdef CONFIG_TMPFS
2707 /**
2708  * mpol_parse_str - parse string to mempolicy, for tmpfs mpol mount option.
2709  * @str:  string containing mempolicy to parse
2710  * @mpol:  pointer to struct mempolicy pointer, returned on success.
2711  *
2712  * Format of input:
2713  *      <mode>[=<flags>][:<nodelist>]
2714  *
2715  * On success, returns 0, else 1
2716  */
2717 int mpol_parse_str(char *str, struct mempolicy **mpol)
2718 {
2719         struct mempolicy *new = NULL;
2720         unsigned short mode;
2721         unsigned short mode_flags;
2722         nodemask_t nodes;
2723         char *nodelist = strchr(str, ':');
2724         char *flags = strchr(str, '=');
2725         int err = 1;
2726
2727         if (flags)
2728                 *flags++ = '\0';        /* terminate mode string */
2729
2730         if (nodelist) {
2731                 /* NUL-terminate mode or flags string */
2732                 *nodelist++ = '\0';
2733                 if (nodelist_parse(nodelist, nodes))
2734                         goto out;
2735                 if (!nodes_subset(nodes, node_states[N_MEMORY]))
2736                         goto out;
2737         } else
2738                 nodes_clear(nodes);
2739
2740         for (mode = 0; mode < MPOL_MAX; mode++) {
2741                 if (!strcmp(str, policy_modes[mode])) {
2742                         break;
2743                 }
2744         }
2745         if (mode >= MPOL_MAX)
2746                 goto out;
2747
2748         switch (mode) {
2749         case MPOL_PREFERRED:
2750                 /*
2751                  * Insist on a nodelist of one node only, although later
2752                  * we use first_node(nodes) to grab a single node, so here
2753                  * nodelist (or nodes) cannot be empty.
2754                  */
2755                 if (nodelist) {
2756                         char *rest = nodelist;
2757                         while (isdigit(*rest))
2758                                 rest++;
2759                         if (*rest)
2760                                 goto out;
2761                         if (nodes_empty(nodes))
2762                                 goto out;
2763                 }
2764                 break;
2765         case MPOL_INTERLEAVE:
2766                 /*
2767                  * Default to online nodes with memory if no nodelist
2768                  */
2769                 if (!nodelist)
2770                         nodes = node_states[N_MEMORY];
2771                 break;
2772         case MPOL_LOCAL:
2773                 /*
2774                  * Don't allow a nodelist;  mpol_new() checks flags
2775                  */
2776                 if (nodelist)
2777                         goto out;
2778                 mode = MPOL_PREFERRED;
2779                 break;
2780         case MPOL_DEFAULT:
2781                 /*
2782                  * Insist on a empty nodelist
2783                  */
2784                 if (!nodelist)
2785                         err = 0;
2786                 goto out;
2787         case MPOL_BIND:
2788                 /*
2789                  * Insist on a nodelist
2790                  */
2791                 if (!nodelist)
2792                         goto out;
2793         }
2794
2795         mode_flags = 0;
2796         if (flags) {
2797                 /*
2798                  * Currently, we only support two mutually exclusive
2799                  * mode flags.
2800                  */
2801                 if (!strcmp(flags, "static"))
2802                         mode_flags |= MPOL_F_STATIC_NODES;
2803                 else if (!strcmp(flags, "relative"))
2804                         mode_flags |= MPOL_F_RELATIVE_NODES;
2805                 else
2806                         goto out;
2807         }
2808
2809         new = mpol_new(mode, mode_flags, &nodes);
2810         if (IS_ERR(new))
2811                 goto out;
2812
2813         /*
2814          * Save nodes for mpol_to_str() to show the tmpfs mount options
2815          * for /proc/mounts, /proc/pid/mounts and /proc/pid/mountinfo.
2816          */
2817         if (mode != MPOL_PREFERRED)
2818                 new->v.nodes = nodes;
2819         else if (nodelist)
2820                 new->v.preferred_node = first_node(nodes);
2821         else
2822                 new->flags |= MPOL_F_LOCAL;
2823
2824         /*
2825          * Save nodes for contextualization: this will be used to "clone"
2826          * the mempolicy in a specific context [cpuset] at a later time.
2827          */
2828         new->w.user_nodemask = nodes;
2829
2830         err = 0;
2831
2832 out:
2833         /* Restore string for error message */
2834         if (nodelist)
2835                 *--nodelist = ':';
2836         if (flags)
2837                 *--flags = '=';
2838         if (!err)
2839                 *mpol = new;
2840         return err;
2841 }
2842 #endif /* CONFIG_TMPFS */
2843
2844 /**
2845  * mpol_to_str - format a mempolicy structure for printing
2846  * @buffer:  to contain formatted mempolicy string
2847  * @maxlen:  length of @buffer
2848  * @pol:  pointer to mempolicy to be formatted
2849  *
2850  * Convert @pol into a string.  If @buffer is too short, truncate the string.
2851  * Recommend a @maxlen of at least 32 for the longest mode, "interleave", the
2852  * longest flag, "relative", and to display at least a few node ids.
2853  */
2854 void mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol)
2855 {
2856         char *p = buffer;
2857         nodemask_t nodes = NODE_MASK_NONE;
2858         unsigned short mode = MPOL_DEFAULT;
2859         unsigned short flags = 0;
2860
2861         if (pol && pol != &default_policy && !(pol->flags & MPOL_F_MORON)) {
2862                 mode = pol->mode;
2863                 flags = pol->flags;
2864         }
2865
2866         switch (mode) {
2867         case MPOL_DEFAULT:
2868                 break;
2869         case MPOL_PREFERRED:
2870                 if (flags & MPOL_F_LOCAL)
2871                         mode = MPOL_LOCAL;
2872                 else
2873                         node_set(pol->v.preferred_node, nodes);
2874                 break;
2875         case MPOL_BIND:
2876         case MPOL_INTERLEAVE:
2877                 nodes = pol->v.nodes;
2878                 break;
2879         default:
2880                 WARN_ON_ONCE(1);
2881                 snprintf(p, maxlen, "unknown");
2882                 return;
2883         }
2884
2885         p += snprintf(p, maxlen, "%s", policy_modes[mode]);
2886
2887         if (flags & MPOL_MODE_FLAGS) {
2888                 p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "=");
2889
2890                 /*
2891                  * Currently, the only defined flags are mutually exclusive
2892                  */
2893                 if (flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
2894                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "static");
2895                 else if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
2896                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "relative");
2897         }
2898
2899         if (!nodes_empty(nodes))
2900                 p += scnprintf(p, buffer + maxlen - p, ":%*pbl",
2901                                nodemask_pr_args(&nodes));
2902 }