GNU Linux-libre 4.19.314-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/ptrace.h>
89 #include <linux/swap.h>
90 #include <linux/seq_file.h>
91 #include <linux/proc_fs.h>
92 #include <linux/migrate.h>
93 #include <linux/ksm.h>
94 #include <linux/rmap.h>
95 #include <linux/security.h>
96 #include <linux/syscalls.h>
97 #include <linux/ctype.h>
98 #include <linux/mm_inline.h>
99 #include <linux/mmu_notifier.h>
100 #include <linux/printk.h>
101 #include <linux/swapops.h>
102
103 #include <asm/tlbflush.h>
104 #include <linux/uaccess.h>
105
106 #include "internal.h"
107
108 /* Internal flags */
109 #define MPOL_MF_DISCONTIG_OK (MPOL_MF_INTERNAL << 0)    /* Skip checks for continuous vmas */
110 #define MPOL_MF_INVERT (MPOL_MF_INTERNAL << 1)          /* Invert check for nodemask */
111
112 static struct kmem_cache *policy_cache;
113 static struct kmem_cache *sn_cache;
114
115 /* Highest zone. An specific allocation for a zone below that is not
116    policied. */
117 enum zone_type policy_zone = 0;
118
119 /*
120  * run-time system-wide default policy => local allocation
121  */
122 static struct mempolicy default_policy = {
123         .refcnt = ATOMIC_INIT(1), /* never free it */
124         .mode = MPOL_PREFERRED,
125         .flags = MPOL_F_LOCAL,
126 };
127
128 static struct mempolicy preferred_node_policy[MAX_NUMNODES];
129
130 struct mempolicy *get_task_policy(struct task_struct *p)
131 {
132         struct mempolicy *pol = p->mempolicy;
133         int node;
134
135         if (pol)
136                 return pol;
137
138         node = numa_node_id();
139         if (node != NUMA_NO_NODE) {
140                 pol = &preferred_node_policy[node];
141                 /* preferred_node_policy is not initialised early in boot */
142                 if (pol->mode)
143                         return pol;
144         }
145
146         return &default_policy;
147 }
148
149 static const struct mempolicy_operations {
150         int (*create)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
151         void (*rebind)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
152 } mpol_ops[MPOL_MAX];
153
154 static inline int mpol_store_user_nodemask(const struct mempolicy *pol)
155 {
156         return pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS;
157 }
158
159 static void mpol_relative_nodemask(nodemask_t *ret, const nodemask_t *orig,
160                                    const nodemask_t *rel)
161 {
162         nodemask_t tmp;
163         nodes_fold(tmp, *orig, nodes_weight(*rel));
164         nodes_onto(*ret, tmp, *rel);
165 }
166
167 static int mpol_new_interleave(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
168 {
169         if (nodes_empty(*nodes))
170                 return -EINVAL;
171         pol->v.nodes = *nodes;
172         return 0;
173 }
174
175 static int mpol_new_preferred(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
176 {
177         if (!nodes)
178                 pol->flags |= MPOL_F_LOCAL;     /* local allocation */
179         else if (nodes_empty(*nodes))
180                 return -EINVAL;                 /*  no allowed nodes */
181         else
182                 pol->v.preferred_node = first_node(*nodes);
183         return 0;
184 }
185
186 static int mpol_new_bind(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
187 {
188         if (nodes_empty(*nodes))
189                 return -EINVAL;
190         pol->v.nodes = *nodes;
191         return 0;
192 }
193
194 /*
195  * mpol_set_nodemask is called after mpol_new() to set up the nodemask, if
196  * any, for the new policy.  mpol_new() has already validated the nodes
197  * parameter with respect to the policy mode and flags.  But, we need to
198  * handle an empty nodemask with MPOL_PREFERRED here.
199  *
200  * Must be called holding task's alloc_lock to protect task's mems_allowed
201  * and mempolicy.  May also be called holding the mmap_semaphore for write.
202  */
203 static int mpol_set_nodemask(struct mempolicy *pol,
204                      const nodemask_t *nodes, struct nodemask_scratch *nsc)
205 {
206         int ret;
207
208         /* if mode is MPOL_DEFAULT, pol is NULL. This is right. */
209         if (pol == NULL)
210                 return 0;
211         /* Check N_MEMORY */
212         nodes_and(nsc->mask1,
213                   cpuset_current_mems_allowed, node_states[N_MEMORY]);
214
215         VM_BUG_ON(!nodes);
216         if (pol->mode == MPOL_PREFERRED && nodes_empty(*nodes))
217                 nodes = NULL;   /* explicit local allocation */
218         else {
219                 if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
220                         mpol_relative_nodemask(&nsc->mask2, nodes, &nsc->mask1);
221                 else
222                         nodes_and(nsc->mask2, *nodes, nsc->mask1);
223
224                 if (mpol_store_user_nodemask(pol))
225                         pol->w.user_nodemask = *nodes;
226                 else
227                         pol->w.cpuset_mems_allowed =
228                                                 cpuset_current_mems_allowed;
229         }
230
231         if (nodes)
232                 ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, &nsc->mask2);
233         else
234                 ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, NULL);
235         return ret;
236 }
237
238 /*
239  * This function just creates a new policy, does some check and simple
240  * initialization. You must invoke mpol_set_nodemask() to set nodes.
241  */
242 static struct mempolicy *mpol_new(unsigned short mode, unsigned short flags,
243                                   nodemask_t *nodes)
244 {
245         struct mempolicy *policy;
246
247         pr_debug("setting mode %d flags %d nodes[0] %lx\n",
248                  mode, flags, nodes ? nodes_addr(*nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
249
250         if (mode == MPOL_DEFAULT) {
251                 if (nodes && !nodes_empty(*nodes))
252                         return ERR_PTR(-EINVAL);
253                 return NULL;
254         }
255         VM_BUG_ON(!nodes);
256
257         /*
258          * MPOL_PREFERRED cannot be used with MPOL_F_STATIC_NODES or
259          * MPOL_F_RELATIVE_NODES if the nodemask is empty (local allocation).
260          * All other modes require a valid pointer to a non-empty nodemask.
261          */
262         if (mode == MPOL_PREFERRED) {
263                 if (nodes_empty(*nodes)) {
264                         if (((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
265                              (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)))
266                                 return ERR_PTR(-EINVAL);
267                 }
268         } else if (mode == MPOL_LOCAL) {
269                 if (!nodes_empty(*nodes) ||
270                     (flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
271                     (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
272                         return ERR_PTR(-EINVAL);
273                 mode = MPOL_PREFERRED;
274         } else if (nodes_empty(*nodes))
275                 return ERR_PTR(-EINVAL);
276         policy = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
277         if (!policy)
278                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
279         atomic_set(&policy->refcnt, 1);
280         policy->mode = mode;
281         policy->flags = flags;
282
283         return policy;
284 }
285
286 /* Slow path of a mpol destructor. */
287 void __mpol_put(struct mempolicy *p)
288 {
289         if (!atomic_dec_and_test(&p->refcnt))
290                 return;
291         kmem_cache_free(policy_cache, p);
292 }
293
294 static void mpol_rebind_default(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
295 {
296 }
297
298 static void mpol_rebind_nodemask(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
299 {
300         nodemask_t tmp;
301
302         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
303                 nodes_and(tmp, pol->w.user_nodemask, *nodes);
304         else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
305                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
306         else {
307                 nodes_remap(tmp, pol->v.nodes,pol->w.cpuset_mems_allowed,
308                                                                 *nodes);
309                 pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
310         }
311
312         if (nodes_empty(tmp))
313                 tmp = *nodes;
314
315         pol->v.nodes = tmp;
316 }
317
318 static void mpol_rebind_preferred(struct mempolicy *pol,
319                                                 const nodemask_t *nodes)
320 {
321         nodemask_t tmp;
322
323         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES) {
324                 int node = first_node(pol->w.user_nodemask);
325
326                 if (node_isset(node, *nodes)) {
327                         pol->v.preferred_node = node;
328                         pol->flags &= ~MPOL_F_LOCAL;
329                 } else
330                         pol->flags |= MPOL_F_LOCAL;
331         } else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES) {
332                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
333                 pol->v.preferred_node = first_node(tmp);
334         } else if (!(pol->flags & MPOL_F_LOCAL)) {
335                 pol->v.preferred_node = node_remap(pol->v.preferred_node,
336                                                    pol->w.cpuset_mems_allowed,
337                                                    *nodes);
338                 pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
339         }
340 }
341
342 /*
343  * mpol_rebind_policy - Migrate a policy to a different set of nodes
344  *
345  * Per-vma policies are protected by mmap_sem. Allocations using per-task
346  * policies are protected by task->mems_allowed_seq to prevent a premature
347  * OOM/allocation failure due to parallel nodemask modification.
348  */
349 static void mpol_rebind_policy(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *newmask)
350 {
351         if (!pol || pol->mode == MPOL_LOCAL)
352                 return;
353         if (!mpol_store_user_nodemask(pol) && !(pol->flags & MPOL_F_LOCAL) &&
354             nodes_equal(pol->w.cpuset_mems_allowed, *newmask))
355                 return;
356
357         mpol_ops[pol->mode].rebind(pol, newmask);
358 }
359
360 /*
361  * Wrapper for mpol_rebind_policy() that just requires task
362  * pointer, and updates task mempolicy.
363  *
364  * Called with task's alloc_lock held.
365  */
366
367 void mpol_rebind_task(struct task_struct *tsk, const nodemask_t *new)
368 {
369         mpol_rebind_policy(tsk->mempolicy, new);
370 }
371
372 /*
373  * Rebind each vma in mm to new nodemask.
374  *
375  * Call holding a reference to mm.  Takes mm->mmap_sem during call.
376  */
377
378 void mpol_rebind_mm(struct mm_struct *mm, nodemask_t *new)
379 {
380         struct vm_area_struct *vma;
381
382         down_write(&mm->mmap_sem);
383         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next)
384                 mpol_rebind_policy(vma->vm_policy, new);
385         up_write(&mm->mmap_sem);
386 }
387
388 static const struct mempolicy_operations mpol_ops[MPOL_MAX] = {
389         [MPOL_DEFAULT] = {
390                 .rebind = mpol_rebind_default,
391         },
392         [MPOL_INTERLEAVE] = {
393                 .create = mpol_new_interleave,
394                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
395         },
396         [MPOL_PREFERRED] = {
397                 .create = mpol_new_preferred,
398                 .rebind = mpol_rebind_preferred,
399         },
400         [MPOL_BIND] = {
401                 .create = mpol_new_bind,
402                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
403         },
404 };
405
406 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
407                                 unsigned long flags);
408
409 struct queue_pages {
410         struct list_head *pagelist;
411         unsigned long flags;
412         nodemask_t *nmask;
413         struct vm_area_struct *prev;
414 };
415
416 /*
417  * Check if the page's nid is in qp->nmask.
418  *
419  * If MPOL_MF_INVERT is set in qp->flags, check if the nid is
420  * in the invert of qp->nmask.
421  */
422 static inline bool queue_pages_required(struct page *page,
423                                         struct queue_pages *qp)
424 {
425         int nid = page_to_nid(page);
426         unsigned long flags = qp->flags;
427
428         return node_isset(nid, *qp->nmask) == !(flags & MPOL_MF_INVERT);
429 }
430
431 /*
432  * queue_pages_pmd() has four possible return values:
433  * 0 - pages are placed on the right node or queued successfully.
434  * 1 - there is unmovable page, and MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
435  *     specified.
436  * 2 - THP was split.
437  * -EIO - is migration entry or only MPOL_MF_STRICT was specified and an
438  *        existing page was already on a node that does not follow the
439  *        policy.
440  */
441 static int queue_pages_pmd(pmd_t *pmd, spinlock_t *ptl, unsigned long addr,
442                                 unsigned long end, struct mm_walk *walk)
443 {
444         int ret = 0;
445         struct page *page;
446         struct queue_pages *qp = walk->private;
447         unsigned long flags;
448
449         if (unlikely(is_pmd_migration_entry(*pmd))) {
450                 ret = -EIO;
451                 goto unlock;
452         }
453         page = pmd_page(*pmd);
454         if (is_huge_zero_page(page)) {
455                 spin_unlock(ptl);
456                 __split_huge_pmd(walk->vma, pmd, addr, false, NULL);
457                 ret = 2;
458                 goto out;
459         }
460         if (!queue_pages_required(page, qp))
461                 goto unlock;
462
463         flags = qp->flags;
464         /* go to thp migration */
465         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
466                 if (!vma_migratable(walk->vma) ||
467                     migrate_page_add(page, qp->pagelist, flags)) {
468                         ret = 1;
469                         goto unlock;
470                 }
471         } else
472                 ret = -EIO;
473 unlock:
474         spin_unlock(ptl);
475 out:
476         return ret;
477 }
478
479 /*
480  * Scan through pages checking if pages follow certain conditions,
481  * and move them to the pagelist if they do.
482  *
483  * queue_pages_pte_range() has three possible return values:
484  * 0 - pages are placed on the right node or queued successfully.
485  * 1 - there is unmovable page, and MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
486  *     specified.
487  * -EIO - only MPOL_MF_STRICT was specified and an existing page was already
488  *        on a node that does not follow the policy.
489  */
490 static int queue_pages_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
491                         unsigned long end, struct mm_walk *walk)
492 {
493         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
494         struct page *page;
495         struct queue_pages *qp = walk->private;
496         unsigned long flags = qp->flags;
497         int ret;
498         bool has_unmovable = false;
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 != 2)
506                         return ret;
507         }
508         /* THP was split, fall through to pte walk */
509
510         if (pmd_trans_unstable(pmd))
511                 return 0;
512
513         mapped_pte = pte = pte_offset_map_lock(walk->mm, pmd, addr, &ptl);
514         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE) {
515                 if (!pte_present(*pte))
516                         continue;
517                 page = vm_normal_page(vma, addr, *pte);
518                 if (!page)
519                         continue;
520                 /*
521                  * vm_normal_page() filters out zero pages, but there might
522                  * still be PageReserved pages to skip, perhaps in a VDSO.
523                  */
524                 if (PageReserved(page))
525                         continue;
526                 if (!queue_pages_required(page, qp))
527                         continue;
528                 if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
529                         /* MPOL_MF_STRICT must be specified if we get here */
530                         if (!vma_migratable(vma)) {
531                                 has_unmovable = true;
532                                 break;
533                         }
534
535                         /*
536                          * Do not abort immediately since there may be
537                          * temporary off LRU pages in the range.  Still
538                          * need migrate other LRU pages.
539                          */
540                         if (migrate_page_add(page, qp->pagelist, flags))
541                                 has_unmovable = true;
542                 } else
543                         break;
544         }
545         pte_unmap_unlock(mapped_pte, ptl);
546         cond_resched();
547
548         if (has_unmovable)
549                 return 1;
550
551         return addr != end ? -EIO : 0;
552 }
553
554 static int queue_pages_hugetlb(pte_t *pte, unsigned long hmask,
555                                unsigned long addr, unsigned long end,
556                                struct mm_walk *walk)
557 {
558 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
559         struct queue_pages *qp = walk->private;
560         unsigned long flags = qp->flags;
561         struct page *page;
562         spinlock_t *ptl;
563         pte_t entry;
564
565         ptl = huge_pte_lock(hstate_vma(walk->vma), walk->mm, pte);
566         entry = huge_ptep_get(pte);
567         if (!pte_present(entry))
568                 goto unlock;
569         page = pte_page(entry);
570         if (!queue_pages_required(page, qp))
571                 goto unlock;
572         /* With MPOL_MF_MOVE, we migrate only unshared hugepage. */
573         if (flags & (MPOL_MF_MOVE_ALL) ||
574             (flags & MPOL_MF_MOVE && page_mapcount(page) == 1 &&
575              !hugetlb_pmd_shared(pte)))
576                 isolate_huge_page(page, qp->pagelist);
577 unlock:
578         spin_unlock(ptl);
579 #else
580         BUG();
581 #endif
582         return 0;
583 }
584
585 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
586 /*
587  * This is used to mark a range of virtual addresses to be inaccessible.
588  * These are later cleared by a NUMA hinting fault. Depending on these
589  * faults, pages may be migrated for better NUMA placement.
590  *
591  * This is assuming that NUMA faults are handled using PROT_NONE. If
592  * an architecture makes a different choice, it will need further
593  * changes to the core.
594  */
595 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
596                         unsigned long addr, unsigned long end)
597 {
598         int nr_updated;
599
600         nr_updated = change_protection(vma, addr, end, PAGE_NONE, 0, 1);
601         if (nr_updated)
602                 count_vm_numa_events(NUMA_PTE_UPDATES, nr_updated);
603
604         return nr_updated;
605 }
606 #else
607 static unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
608                         unsigned long addr, unsigned long end)
609 {
610         return 0;
611 }
612 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
613
614 static int queue_pages_test_walk(unsigned long start, unsigned long end,
615                                 struct mm_walk *walk)
616 {
617         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
618         struct queue_pages *qp = walk->private;
619         unsigned long endvma = vma->vm_end;
620         unsigned long flags = qp->flags;
621
622         /*
623          * Need check MPOL_MF_STRICT to return -EIO if possible
624          * regardless of vma_migratable
625          */
626         if (!vma_migratable(vma) &&
627             !(flags & MPOL_MF_STRICT))
628                 return 1;
629
630         if (endvma > end)
631                 endvma = end;
632         if (vma->vm_start > start)
633                 start = vma->vm_start;
634
635         if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK)) {
636                 if (!vma->vm_next && vma->vm_end < end)
637                         return -EFAULT;
638                 if (qp->prev && qp->prev->vm_end < vma->vm_start)
639                         return -EFAULT;
640         }
641
642         qp->prev = vma;
643
644         if (flags & MPOL_MF_LAZY) {
645                 /* Similar to task_numa_work, skip inaccessible VMAs */
646                 if (!is_vm_hugetlb_page(vma) &&
647                         (vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE)) &&
648                         !(vma->vm_flags & VM_MIXEDMAP))
649                         change_prot_numa(vma, start, endvma);
650                 return 1;
651         }
652
653         /* queue pages from current vma */
654         if (flags & MPOL_MF_VALID)
655                 return 0;
656         return 1;
657 }
658
659 /*
660  * Walk through page tables and collect pages to be migrated.
661  *
662  * If pages found in a given range are on a set of nodes (determined by
663  * @nodes and @flags,) it's isolated and queued to the pagelist which is
664  * passed via @private.
665  *
666  * queue_pages_range() has three possible return values:
667  * 1 - there is unmovable page, but MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
668  *     specified.
669  * 0 - queue pages successfully or no misplaced page.
670  * errno - i.e. misplaced pages with MPOL_MF_STRICT specified (-EIO) or
671  *         memory range specified by nodemask and maxnode points outside
672  *         your accessible address space (-EFAULT)
673  */
674 static int
675 queue_pages_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start, unsigned long end,
676                 nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
677                 struct list_head *pagelist)
678 {
679         struct queue_pages qp = {
680                 .pagelist = pagelist,
681                 .flags = flags,
682                 .nmask = nodes,
683                 .prev = NULL,
684         };
685         struct mm_walk queue_pages_walk = {
686                 .hugetlb_entry = queue_pages_hugetlb,
687                 .pmd_entry = queue_pages_pte_range,
688                 .test_walk = queue_pages_test_walk,
689                 .mm = mm,
690                 .private = &qp,
691         };
692
693         return walk_page_range(start, end, &queue_pages_walk);
694 }
695
696 /*
697  * Apply policy to a single VMA
698  * This must be called with the mmap_sem held for writing.
699  */
700 static int vma_replace_policy(struct vm_area_struct *vma,
701                                                 struct mempolicy *pol)
702 {
703         int err;
704         struct mempolicy *old;
705         struct mempolicy *new;
706
707         pr_debug("vma %lx-%lx/%lx vm_ops %p vm_file %p set_policy %p\n",
708                  vma->vm_start, vma->vm_end, vma->vm_pgoff,
709                  vma->vm_ops, vma->vm_file,
710                  vma->vm_ops ? vma->vm_ops->set_policy : NULL);
711
712         new = mpol_dup(pol);
713         if (IS_ERR(new))
714                 return PTR_ERR(new);
715
716         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->set_policy) {
717                 err = vma->vm_ops->set_policy(vma, new);
718                 if (err)
719                         goto err_out;
720         }
721
722         old = vma->vm_policy;
723         vma->vm_policy = new; /* protected by mmap_sem */
724         mpol_put(old);
725
726         return 0;
727  err_out:
728         mpol_put(new);
729         return err;
730 }
731
732 /* Step 2: apply policy to a range and do splits. */
733 static int mbind_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
734                        unsigned long end, struct mempolicy *new_pol)
735 {
736         struct vm_area_struct *prev;
737         struct vm_area_struct *vma;
738         int err = 0;
739         pgoff_t pgoff;
740         unsigned long vmstart;
741         unsigned long vmend;
742
743         vma = find_vma(mm, start);
744         if (!vma || vma->vm_start > start)
745                 return -EFAULT;
746
747         prev = vma->vm_prev;
748         if (start > vma->vm_start)
749                 prev = vma;
750
751         for (; vma && vma->vm_start < end; prev = vma, vma = vma->vm_next) {
752                 vmstart = max(start, vma->vm_start);
753                 vmend   = min(end, vma->vm_end);
754
755                 if (mpol_equal(vma_policy(vma), new_pol))
756                         continue;
757
758                 pgoff = vma->vm_pgoff +
759                         ((vmstart - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
760                 prev = vma_merge(mm, prev, vmstart, vmend, vma->vm_flags,
761                                  vma->anon_vma, vma->vm_file, pgoff,
762                                  new_pol, vma->vm_userfaultfd_ctx);
763                 if (prev) {
764                         vma = prev;
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 int 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                 } else if (flags & MPOL_MF_STRICT) {
967                         /*
968                          * Non-movable page may reach here.  And, there may be
969                          * temporary off LRU pages or non-LRU movable pages.
970                          * Treat them as unmovable pages since they can't be
971                          * isolated, so they can't be moved at the moment.  It
972                          * should return -EIO for this case too.
973                          */
974                         return -EIO;
975                 }
976         }
977
978         return 0;
979 }
980
981 /* page allocation callback for NUMA node migration */
982 struct page *alloc_new_node_page(struct page *page, unsigned long node)
983 {
984         if (PageHuge(page))
985                 return alloc_huge_page_node(page_hstate(compound_head(page)),
986                                         node);
987         else if (PageTransHuge(page)) {
988                 struct page *thp;
989
990                 thp = alloc_pages_node(node,
991                         (GFP_TRANSHUGE | __GFP_THISNODE),
992                         HPAGE_PMD_ORDER);
993                 if (!thp)
994                         return NULL;
995                 prep_transhuge_page(thp);
996                 return thp;
997         } else
998                 return __alloc_pages_node(node, GFP_HIGHUSER_MOVABLE |
999                                                     __GFP_THISNODE, 0);
1000 }
1001
1002 /*
1003  * Migrate pages from one node to a target node.
1004  * Returns error or the number of pages not migrated.
1005  */
1006 static int migrate_to_node(struct mm_struct *mm, int source, int dest,
1007                            int flags)
1008 {
1009         nodemask_t nmask;
1010         LIST_HEAD(pagelist);
1011         int err = 0;
1012
1013         nodes_clear(nmask);
1014         node_set(source, nmask);
1015
1016         /*
1017          * This does not "check" the range but isolates all pages that
1018          * need migration.  Between passing in the full user address
1019          * space range and MPOL_MF_DISCONTIG_OK, this call can not fail.
1020          */
1021         VM_BUG_ON(!(flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)));
1022         queue_pages_range(mm, mm->mmap->vm_start, mm->task_size, &nmask,
1023                         flags | MPOL_MF_DISCONTIG_OK, &pagelist);
1024
1025         if (!list_empty(&pagelist)) {
1026                 err = migrate_pages(&pagelist, alloc_new_node_page, NULL, dest,
1027                                         MIGRATE_SYNC, MR_SYSCALL);
1028                 if (err)
1029                         putback_movable_pages(&pagelist);
1030         }
1031
1032         return err;
1033 }
1034
1035 /*
1036  * Move pages between the two nodesets so as to preserve the physical
1037  * layout as much as possible.
1038  *
1039  * Returns the number of page that could not be moved.
1040  */
1041 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1042                      const nodemask_t *to, int flags)
1043 {
1044         int busy = 0;
1045         int err;
1046         nodemask_t tmp;
1047
1048         err = migrate_prep();
1049         if (err)
1050                 return err;
1051
1052         down_read(&mm->mmap_sem);
1053
1054         /*
1055          * Find a 'source' bit set in 'tmp' whose corresponding 'dest'
1056          * bit in 'to' is not also set in 'tmp'.  Clear the found 'source'
1057          * bit in 'tmp', and return that <source, dest> pair for migration.
1058          * The pair of nodemasks 'to' and 'from' define the map.
1059          *
1060          * If no pair of bits is found that way, fallback to picking some
1061          * pair of 'source' and 'dest' bits that are not the same.  If the
1062          * 'source' and 'dest' bits are the same, this represents a node
1063          * that will be migrating to itself, so no pages need move.
1064          *
1065          * If no bits are left in 'tmp', or if all remaining bits left
1066          * in 'tmp' correspond to the same bit in 'to', return false
1067          * (nothing left to migrate).
1068          *
1069          * This lets us pick a pair of nodes to migrate between, such that
1070          * if possible the dest node is not already occupied by some other
1071          * source node, minimizing the risk of overloading the memory on a
1072          * node that would happen if we migrated incoming memory to a node
1073          * before migrating outgoing memory source that same node.
1074          *
1075          * A single scan of tmp is sufficient.  As we go, we remember the
1076          * most recent <s, d> pair that moved (s != d).  If we find a pair
1077          * that not only moved, but what's better, moved to an empty slot
1078          * (d is not set in tmp), then we break out then, with that pair.
1079          * Otherwise when we finish scanning from_tmp, we at least have the
1080          * most recent <s, d> pair that moved.  If we get all the way through
1081          * the scan of tmp without finding any node that moved, much less
1082          * moved to an empty node, then there is nothing left worth migrating.
1083          */
1084
1085         tmp = *from;
1086         while (!nodes_empty(tmp)) {
1087                 int s,d;
1088                 int source = NUMA_NO_NODE;
1089                 int dest = 0;
1090
1091                 for_each_node_mask(s, tmp) {
1092
1093                         /*
1094                          * do_migrate_pages() tries to maintain the relative
1095                          * node relationship of the pages established between
1096                          * threads and memory areas.
1097                          *
1098                          * However if the number of source nodes is not equal to
1099                          * the number of destination nodes we can not preserve
1100                          * this node relative relationship.  In that case, skip
1101                          * copying memory from a node that is in the destination
1102                          * mask.
1103                          *
1104                          * Example: [2,3,4] -> [3,4,5] moves everything.
1105                          *          [0-7] - > [3,4,5] moves only 0,1,2,6,7.
1106                          */
1107
1108                         if ((nodes_weight(*from) != nodes_weight(*to)) &&
1109                                                 (node_isset(s, *to)))
1110                                 continue;
1111
1112                         d = node_remap(s, *from, *to);
1113                         if (s == d)
1114                                 continue;
1115
1116                         source = s;     /* Node moved. Memorize */
1117                         dest = d;
1118
1119                         /* dest not in remaining from nodes? */
1120                         if (!node_isset(dest, tmp))
1121                                 break;
1122                 }
1123                 if (source == NUMA_NO_NODE)
1124                         break;
1125
1126                 node_clear(source, tmp);
1127                 err = migrate_to_node(mm, source, dest, flags);
1128                 if (err > 0)
1129                         busy += err;
1130                 if (err < 0)
1131                         break;
1132         }
1133         up_read(&mm->mmap_sem);
1134         if (err < 0)
1135                 return err;
1136         return busy;
1137
1138 }
1139
1140 /*
1141  * Allocate a new page for page migration based on vma policy.
1142  * Start by assuming the page is mapped by the same vma as contains @start.
1143  * Search forward from there, if not.  N.B., this assumes that the
1144  * list of pages handed to migrate_pages()--which is how we get here--
1145  * is in virtual address order.
1146  */
1147 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start)
1148 {
1149         struct vm_area_struct *vma;
1150         unsigned long address;
1151
1152         vma = find_vma(current->mm, start);
1153         while (vma) {
1154                 address = page_address_in_vma(page, vma);
1155                 if (address != -EFAULT)
1156                         break;
1157                 vma = vma->vm_next;
1158         }
1159
1160         if (PageHuge(page)) {
1161                 return alloc_huge_page_vma(page_hstate(compound_head(page)),
1162                                 vma, address);
1163         } else if (PageTransHuge(page)) {
1164                 struct page *thp;
1165
1166                 thp = alloc_hugepage_vma(GFP_TRANSHUGE, vma, address,
1167                                          HPAGE_PMD_ORDER);
1168                 if (!thp)
1169                         return NULL;
1170                 prep_transhuge_page(thp);
1171                 return thp;
1172         }
1173         /*
1174          * if !vma, alloc_page_vma() will use task or system default policy
1175          */
1176         return alloc_page_vma(GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_RETRY_MAYFAIL,
1177                         vma, address);
1178 }
1179 #else
1180
1181 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1182                                 unsigned long flags)
1183 {
1184         return -EIO;
1185 }
1186
1187 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1188                      const nodemask_t *to, int flags)
1189 {
1190         return -ENOSYS;
1191 }
1192
1193 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start)
1194 {
1195         return NULL;
1196 }
1197 #endif
1198
1199 static long do_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1200                      unsigned short mode, unsigned short mode_flags,
1201                      nodemask_t *nmask, unsigned long flags)
1202 {
1203         struct mm_struct *mm = current->mm;
1204         struct mempolicy *new;
1205         unsigned long end;
1206         int err;
1207         int ret;
1208         LIST_HEAD(pagelist);
1209
1210         if (flags & ~(unsigned long)MPOL_MF_VALID)
1211                 return -EINVAL;
1212         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1213                 return -EPERM;
1214
1215         if (start & ~PAGE_MASK)
1216                 return -EINVAL;
1217
1218         if (mode == MPOL_DEFAULT)
1219                 flags &= ~MPOL_MF_STRICT;
1220
1221         len = (len + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
1222         end = start + len;
1223
1224         if (end < start)
1225                 return -EINVAL;
1226         if (end == start)
1227                 return 0;
1228
1229         new = mpol_new(mode, mode_flags, nmask);
1230         if (IS_ERR(new))
1231                 return PTR_ERR(new);
1232
1233         if (flags & MPOL_MF_LAZY)
1234                 new->flags |= MPOL_F_MOF;
1235
1236         /*
1237          * If we are using the default policy then operation
1238          * on discontinuous address spaces is okay after all
1239          */
1240         if (!new)
1241                 flags |= MPOL_MF_DISCONTIG_OK;
1242
1243         pr_debug("mbind %lx-%lx mode:%d flags:%d nodes:%lx\n",
1244                  start, start + len, mode, mode_flags,
1245                  nmask ? nodes_addr(*nmask)[0] : NUMA_NO_NODE);
1246
1247         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
1248
1249                 err = migrate_prep();
1250                 if (err)
1251                         goto mpol_out;
1252         }
1253         {
1254                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1255                 if (scratch) {
1256                         down_write(&mm->mmap_sem);
1257                         task_lock(current);
1258                         err = mpol_set_nodemask(new, nmask, scratch);
1259                         task_unlock(current);
1260                         if (err)
1261                                 up_write(&mm->mmap_sem);
1262                 } else
1263                         err = -ENOMEM;
1264                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1265         }
1266         if (err)
1267                 goto mpol_out;
1268
1269         ret = queue_pages_range(mm, start, end, nmask,
1270                           flags | MPOL_MF_INVERT, &pagelist);
1271
1272         if (ret < 0) {
1273                 err = ret;
1274                 goto up_out;
1275         }
1276
1277         err = mbind_range(mm, start, end, new);
1278
1279         if (!err) {
1280                 int nr_failed = 0;
1281
1282                 if (!list_empty(&pagelist)) {
1283                         WARN_ON_ONCE(flags & MPOL_MF_LAZY);
1284                         nr_failed = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL,
1285                                 start, MIGRATE_SYNC, MR_MEMPOLICY_MBIND);
1286                         if (nr_failed)
1287                                 putback_movable_pages(&pagelist);
1288                 }
1289
1290                 if ((ret > 0) || (nr_failed && (flags & MPOL_MF_STRICT)))
1291                         err = -EIO;
1292         } else {
1293 up_out:
1294                 if (!list_empty(&pagelist))
1295                         putback_movable_pages(&pagelist);
1296         }
1297
1298         up_write(&mm->mmap_sem);
1299 mpol_out:
1300         mpol_put(new);
1301         return err;
1302 }
1303
1304 /*
1305  * User space interface with variable sized bitmaps for nodelists.
1306  */
1307
1308 /* Copy a node mask from user space. */
1309 static int get_nodes(nodemask_t *nodes, const unsigned long __user *nmask,
1310                      unsigned long maxnode)
1311 {
1312         unsigned long k;
1313         unsigned long t;
1314         unsigned long nlongs;
1315         unsigned long endmask;
1316
1317         --maxnode;
1318         nodes_clear(*nodes);
1319         if (maxnode == 0 || !nmask)
1320                 return 0;
1321         if (maxnode > PAGE_SIZE*BITS_PER_BYTE)
1322                 return -EINVAL;
1323
1324         nlongs = BITS_TO_LONGS(maxnode);
1325         if ((maxnode % BITS_PER_LONG) == 0)
1326                 endmask = ~0UL;
1327         else
1328                 endmask = (1UL << (maxnode % BITS_PER_LONG)) - 1;
1329
1330         /*
1331          * When the user specified more nodes than supported just check
1332          * if the non supported part is all zero.
1333          *
1334          * If maxnode have more longs than MAX_NUMNODES, check
1335          * the bits in that area first. And then go through to
1336          * check the rest bits which equal or bigger than MAX_NUMNODES.
1337          * Otherwise, just check bits [MAX_NUMNODES, maxnode).
1338          */
1339         if (nlongs > BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES)) {
1340                 for (k = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES); k < nlongs; k++) {
1341                         if (get_user(t, nmask + k))
1342                                 return -EFAULT;
1343                         if (k == nlongs - 1) {
1344                                 if (t & endmask)
1345                                         return -EINVAL;
1346                         } else if (t)
1347                                 return -EINVAL;
1348                 }
1349                 nlongs = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES);
1350                 endmask = ~0UL;
1351         }
1352
1353         if (maxnode > MAX_NUMNODES && MAX_NUMNODES % BITS_PER_LONG != 0) {
1354                 unsigned long valid_mask = endmask;
1355
1356                 valid_mask &= ~((1UL << (MAX_NUMNODES % BITS_PER_LONG)) - 1);
1357                 if (get_user(t, nmask + nlongs - 1))
1358                         return -EFAULT;
1359                 if (t & valid_mask)
1360                         return -EINVAL;
1361         }
1362
1363         if (copy_from_user(nodes_addr(*nodes), nmask, nlongs*sizeof(unsigned long)))
1364                 return -EFAULT;
1365         nodes_addr(*nodes)[nlongs-1] &= endmask;
1366         return 0;
1367 }
1368
1369 /* Copy a kernel node mask to user space */
1370 static int copy_nodes_to_user(unsigned long __user *mask, unsigned long maxnode,
1371                               nodemask_t *nodes)
1372 {
1373         unsigned long copy = ALIGN(maxnode-1, 64) / 8;
1374         unsigned int nbytes = BITS_TO_LONGS(nr_node_ids) * sizeof(long);
1375
1376         if (copy > nbytes) {
1377                 if (copy > PAGE_SIZE)
1378                         return -EINVAL;
1379                 if (clear_user((char __user *)mask + nbytes, copy - nbytes))
1380                         return -EFAULT;
1381                 copy = nbytes;
1382         }
1383         return copy_to_user(mask, nodes_addr(*nodes), copy) ? -EFAULT : 0;
1384 }
1385
1386 static long kernel_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1387                          unsigned long mode, const unsigned long __user *nmask,
1388                          unsigned long maxnode, unsigned int flags)
1389 {
1390         nodemask_t nodes;
1391         int err;
1392         unsigned short mode_flags;
1393
1394         mode_flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1395         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1396         if (mode >= MPOL_MAX)
1397                 return -EINVAL;
1398         if ((mode_flags & MPOL_F_STATIC_NODES) &&
1399             (mode_flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1400                 return -EINVAL;
1401         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1402         if (err)
1403                 return err;
1404         return do_mbind(start, len, mode, mode_flags, &nodes, flags);
1405 }
1406
1407 SYSCALL_DEFINE6(mbind, unsigned long, start, unsigned long, len,
1408                 unsigned long, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1409                 unsigned long, maxnode, unsigned int, flags)
1410 {
1411         return kernel_mbind(start, len, mode, nmask, maxnode, flags);
1412 }
1413
1414 /* Set the process memory policy */
1415 static long kernel_set_mempolicy(int mode, const unsigned long __user *nmask,
1416                                  unsigned long maxnode)
1417 {
1418         int err;
1419         nodemask_t nodes;
1420         unsigned short flags;
1421
1422         flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1423         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1424         if ((unsigned int)mode >= MPOL_MAX)
1425                 return -EINVAL;
1426         if ((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) && (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1427                 return -EINVAL;
1428         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1429         if (err)
1430                 return err;
1431         return do_set_mempolicy(mode, flags, &nodes);
1432 }
1433
1434 SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1435                 unsigned long, maxnode)
1436 {
1437         return kernel_set_mempolicy(mode, nmask, maxnode);
1438 }
1439
1440 static int kernel_migrate_pages(pid_t pid, unsigned long maxnode,
1441                                 const unsigned long __user *old_nodes,
1442                                 const unsigned long __user *new_nodes)
1443 {
1444         struct mm_struct *mm = NULL;
1445         struct task_struct *task;
1446         nodemask_t task_nodes;
1447         int err;
1448         nodemask_t *old;
1449         nodemask_t *new;
1450         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1451
1452         if (!scratch)
1453                 return -ENOMEM;
1454
1455         old = &scratch->mask1;
1456         new = &scratch->mask2;
1457
1458         err = get_nodes(old, old_nodes, maxnode);
1459         if (err)
1460                 goto out;
1461
1462         err = get_nodes(new, new_nodes, maxnode);
1463         if (err)
1464                 goto out;
1465
1466         /* Find the mm_struct */
1467         rcu_read_lock();
1468         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1469         if (!task) {
1470                 rcu_read_unlock();
1471                 err = -ESRCH;
1472                 goto out;
1473         }
1474         get_task_struct(task);
1475
1476         err = -EINVAL;
1477
1478         /*
1479          * Check if this process has the right to modify the specified process.
1480          * Use the regular "ptrace_may_access()" checks.
1481          */
1482         if (!ptrace_may_access(task, PTRACE_MODE_READ_REALCREDS)) {
1483                 rcu_read_unlock();
1484                 err = -EPERM;
1485                 goto out_put;
1486         }
1487         rcu_read_unlock();
1488
1489         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1490         /* Is the user allowed to access the target nodes? */
1491         if (!nodes_subset(*new, task_nodes) && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1492                 err = -EPERM;
1493                 goto out_put;
1494         }
1495
1496         task_nodes = cpuset_mems_allowed(current);
1497         nodes_and(*new, *new, task_nodes);
1498         if (nodes_empty(*new))
1499                 goto out_put;
1500
1501         nodes_and(*new, *new, node_states[N_MEMORY]);
1502         if (nodes_empty(*new))
1503                 goto out_put;
1504
1505         err = security_task_movememory(task);
1506         if (err)
1507                 goto out_put;
1508
1509         mm = get_task_mm(task);
1510         put_task_struct(task);
1511
1512         if (!mm) {
1513                 err = -EINVAL;
1514                 goto out;
1515         }
1516
1517         err = do_migrate_pages(mm, old, new,
1518                 capable(CAP_SYS_NICE) ? MPOL_MF_MOVE_ALL : MPOL_MF_MOVE);
1519
1520         mmput(mm);
1521 out:
1522         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1523
1524         return err;
1525
1526 out_put:
1527         put_task_struct(task);
1528         goto out;
1529
1530 }
1531
1532 SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, pid_t, pid, unsigned long, maxnode,
1533                 const unsigned long __user *, old_nodes,
1534                 const unsigned long __user *, new_nodes)
1535 {
1536         return kernel_migrate_pages(pid, maxnode, old_nodes, new_nodes);
1537 }
1538
1539
1540 /* Retrieve NUMA policy */
1541 static int kernel_get_mempolicy(int __user *policy,
1542                                 unsigned long __user *nmask,
1543                                 unsigned long maxnode,
1544                                 unsigned long addr,
1545                                 unsigned long flags)
1546 {
1547         int err;
1548         int pval;
1549         nodemask_t nodes;
1550
1551         if (nmask != NULL && maxnode < nr_node_ids)
1552                 return -EINVAL;
1553
1554         err = do_get_mempolicy(&pval, &nodes, addr, flags);
1555
1556         if (err)
1557                 return err;
1558
1559         if (policy && put_user(pval, policy))
1560                 return -EFAULT;
1561
1562         if (nmask)
1563                 err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, &nodes);
1564
1565         return err;
1566 }
1567
1568 SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1569                 unsigned long __user *, nmask, unsigned long, maxnode,
1570                 unsigned long, addr, unsigned long, flags)
1571 {
1572         return kernel_get_mempolicy(policy, nmask, maxnode, addr, flags);
1573 }
1574
1575 #ifdef CONFIG_COMPAT
1576
1577 COMPAT_SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1578                        compat_ulong_t __user *, nmask,
1579                        compat_ulong_t, maxnode,
1580                        compat_ulong_t, addr, compat_ulong_t, flags)
1581 {
1582         long err;
1583         unsigned long __user *nm = NULL;
1584         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1585         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1586
1587         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, nr_node_ids);
1588         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1589
1590         if (nmask)
1591                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1592
1593         err = kernel_get_mempolicy(policy, nm, nr_bits+1, addr, flags);
1594
1595         if (!err && nmask) {
1596                 unsigned long copy_size;
1597                 copy_size = min_t(unsigned long, sizeof(bm), alloc_size);
1598                 err = copy_from_user(bm, nm, copy_size);
1599                 /* ensure entire bitmap is zeroed */
1600                 err |= clear_user(nmask, ALIGN(maxnode-1, 8) / 8);
1601                 err |= compat_put_bitmap(nmask, bm, nr_bits);
1602         }
1603
1604         return err;
1605 }
1606
1607 COMPAT_SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, compat_ulong_t __user *, nmask,
1608                        compat_ulong_t, maxnode)
1609 {
1610         unsigned long __user *nm = NULL;
1611         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1612         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1613
1614         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1615         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1616
1617         if (nmask) {
1618                 if (compat_get_bitmap(bm, nmask, nr_bits))
1619                         return -EFAULT;
1620                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1621                 if (copy_to_user(nm, bm, alloc_size))
1622                         return -EFAULT;
1623         }
1624
1625         return kernel_set_mempolicy(mode, nm, nr_bits+1);
1626 }
1627
1628 COMPAT_SYSCALL_DEFINE6(mbind, compat_ulong_t, start, compat_ulong_t, len,
1629                        compat_ulong_t, mode, compat_ulong_t __user *, nmask,
1630                        compat_ulong_t, maxnode, compat_ulong_t, flags)
1631 {
1632         unsigned long __user *nm = NULL;
1633         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1634         nodemask_t bm;
1635
1636         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1637         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1638
1639         if (nmask) {
1640                 if (compat_get_bitmap(nodes_addr(bm), nmask, nr_bits))
1641                         return -EFAULT;
1642                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1643                 if (copy_to_user(nm, nodes_addr(bm), alloc_size))
1644                         return -EFAULT;
1645         }
1646
1647         return kernel_mbind(start, len, mode, nm, nr_bits+1, flags);
1648 }
1649
1650 COMPAT_SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, compat_pid_t, pid,
1651                        compat_ulong_t, maxnode,
1652                        const compat_ulong_t __user *, old_nodes,
1653                        const compat_ulong_t __user *, new_nodes)
1654 {
1655         unsigned long __user *old = NULL;
1656         unsigned long __user *new = NULL;
1657         nodemask_t tmp_mask;
1658         unsigned long nr_bits;
1659         unsigned long size;
1660
1661         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode - 1, MAX_NUMNODES);
1662         size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1663         if (old_nodes) {
1664                 if (compat_get_bitmap(nodes_addr(tmp_mask), old_nodes, nr_bits))
1665                         return -EFAULT;
1666                 old = compat_alloc_user_space(new_nodes ? size * 2 : size);
1667                 if (new_nodes)
1668                         new = old + size / sizeof(unsigned long);
1669                 if (copy_to_user(old, nodes_addr(tmp_mask), size))
1670                         return -EFAULT;
1671         }
1672         if (new_nodes) {
1673                 if (compat_get_bitmap(nodes_addr(tmp_mask), new_nodes, nr_bits))
1674                         return -EFAULT;
1675                 if (new == NULL)
1676                         new = compat_alloc_user_space(size);
1677                 if (copy_to_user(new, nodes_addr(tmp_mask), size))
1678                         return -EFAULT;
1679         }
1680         return kernel_migrate_pages(pid, nr_bits + 1, old, new);
1681 }
1682
1683 #endif /* CONFIG_COMPAT */
1684
1685 struct mempolicy *__get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1686                                                 unsigned long addr)
1687 {
1688         struct mempolicy *pol = NULL;
1689
1690         if (vma) {
1691                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1692                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
1693                 } else if (vma->vm_policy) {
1694                         pol = vma->vm_policy;
1695
1696                         /*
1697                          * shmem_alloc_page() passes MPOL_F_SHARED policy with
1698                          * a pseudo vma whose vma->vm_ops=NULL. Take a reference
1699                          * count on these policies which will be dropped by
1700                          * mpol_cond_put() later
1701                          */
1702                         if (mpol_needs_cond_ref(pol))
1703                                 mpol_get(pol);
1704                 }
1705         }
1706
1707         return pol;
1708 }
1709
1710 /*
1711  * get_vma_policy(@vma, @addr)
1712  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
1713  * @addr: address in @vma for shared policy lookup
1714  *
1715  * Returns effective policy for a VMA at specified address.
1716  * Falls back to current->mempolicy or system default policy, as necessary.
1717  * Shared policies [those marked as MPOL_F_SHARED] require an extra reference
1718  * count--added by the get_policy() vm_op, as appropriate--to protect against
1719  * freeing by another task.  It is the caller's responsibility to free the
1720  * extra reference for shared policies.
1721  */
1722 static struct mempolicy *get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1723                                                 unsigned long addr)
1724 {
1725         struct mempolicy *pol = __get_vma_policy(vma, addr);
1726
1727         if (!pol)
1728                 pol = get_task_policy(current);
1729
1730         return pol;
1731 }
1732
1733 bool vma_policy_mof(struct vm_area_struct *vma)
1734 {
1735         struct mempolicy *pol;
1736
1737         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1738                 bool ret = false;
1739
1740                 pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, vma->vm_start);
1741                 if (pol && (pol->flags & MPOL_F_MOF))
1742                         ret = true;
1743                 mpol_cond_put(pol);
1744
1745                 return ret;
1746         }
1747
1748         pol = vma->vm_policy;
1749         if (!pol)
1750                 pol = get_task_policy(current);
1751
1752         return pol->flags & MPOL_F_MOF;
1753 }
1754
1755 static int apply_policy_zone(struct mempolicy *policy, enum zone_type zone)
1756 {
1757         enum zone_type dynamic_policy_zone = policy_zone;
1758
1759         BUG_ON(dynamic_policy_zone == ZONE_MOVABLE);
1760
1761         /*
1762          * if policy->v.nodes has movable memory only,
1763          * we apply policy when gfp_zone(gfp) = ZONE_MOVABLE only.
1764          *
1765          * policy->v.nodes is intersect with node_states[N_MEMORY].
1766          * so if the following test faile, it implies
1767          * policy->v.nodes has movable memory only.
1768          */
1769         if (!nodes_intersects(policy->v.nodes, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
1770                 dynamic_policy_zone = ZONE_MOVABLE;
1771
1772         return zone >= dynamic_policy_zone;
1773 }
1774
1775 /*
1776  * Return a nodemask representing a mempolicy for filtering nodes for
1777  * page allocation
1778  */
1779 static nodemask_t *policy_nodemask(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1780 {
1781         /* Lower zones don't get a nodemask applied for MPOL_BIND */
1782         if (unlikely(policy->mode == MPOL_BIND) &&
1783                         apply_policy_zone(policy, gfp_zone(gfp)) &&
1784                         cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(&policy->v.nodes))
1785                 return &policy->v.nodes;
1786
1787         return NULL;
1788 }
1789
1790 /* Return the node id preferred by the given mempolicy, or the given id */
1791 static int policy_node(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy,
1792                                                                 int nd)
1793 {
1794         if (policy->mode == MPOL_PREFERRED && !(policy->flags & MPOL_F_LOCAL))
1795                 nd = policy->v.preferred_node;
1796         else {
1797                 /*
1798                  * __GFP_THISNODE shouldn't even be used with the bind policy
1799                  * because we might easily break the expectation to stay on the
1800                  * requested node and not break the policy.
1801                  */
1802                 WARN_ON_ONCE(policy->mode == MPOL_BIND && (gfp & __GFP_THISNODE));
1803         }
1804
1805         return nd;
1806 }
1807
1808 /* Do dynamic interleaving for a process */
1809 static unsigned interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
1810 {
1811         unsigned next;
1812         struct task_struct *me = current;
1813
1814         next = next_node_in(me->il_prev, policy->v.nodes);
1815         if (next < MAX_NUMNODES)
1816                 me->il_prev = next;
1817         return next;
1818 }
1819
1820 /*
1821  * Depending on the memory policy provide a node from which to allocate the
1822  * next slab entry.
1823  */
1824 unsigned int mempolicy_slab_node(void)
1825 {
1826         struct mempolicy *policy;
1827         int node = numa_mem_id();
1828
1829         if (in_interrupt())
1830                 return node;
1831
1832         policy = current->mempolicy;
1833         if (!policy || policy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1834                 return node;
1835
1836         switch (policy->mode) {
1837         case MPOL_PREFERRED:
1838                 /*
1839                  * handled MPOL_F_LOCAL above
1840                  */
1841                 return policy->v.preferred_node;
1842
1843         case MPOL_INTERLEAVE:
1844                 return interleave_nodes(policy);
1845
1846         case MPOL_BIND: {
1847                 struct zoneref *z;
1848
1849                 /*
1850                  * Follow bind policy behavior and start allocation at the
1851                  * first node.
1852                  */
1853                 struct zonelist *zonelist;
1854                 enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(GFP_KERNEL);
1855                 zonelist = &NODE_DATA(node)->node_zonelists[ZONELIST_FALLBACK];
1856                 z = first_zones_zonelist(zonelist, highest_zoneidx,
1857                                                         &policy->v.nodes);
1858                 return z->zone ? zone_to_nid(z->zone) : node;
1859         }
1860
1861         default:
1862                 BUG();
1863         }
1864 }
1865
1866 /*
1867  * Do static interleaving for a VMA with known offset @n.  Returns the n'th
1868  * node in pol->v.nodes (starting from n=0), wrapping around if n exceeds the
1869  * number of present nodes.
1870  */
1871 static unsigned offset_il_node(struct mempolicy *pol, unsigned long n)
1872 {
1873         unsigned nnodes = nodes_weight(pol->v.nodes);
1874         unsigned target;
1875         int i;
1876         int nid;
1877
1878         if (!nnodes)
1879                 return numa_node_id();
1880         target = (unsigned int)n % nnodes;
1881         nid = first_node(pol->v.nodes);
1882         for (i = 0; i < target; i++)
1883                 nid = next_node(nid, pol->v.nodes);
1884         return nid;
1885 }
1886
1887 /* Determine a node number for interleave */
1888 static inline unsigned interleave_nid(struct mempolicy *pol,
1889                  struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, int shift)
1890 {
1891         if (vma) {
1892                 unsigned long off;
1893
1894                 /*
1895                  * for small pages, there is no difference between
1896                  * shift and PAGE_SHIFT, so the bit-shift is safe.
1897                  * for huge pages, since vm_pgoff is in units of small
1898                  * pages, we need to shift off the always 0 bits to get
1899                  * a useful offset.
1900                  */
1901                 BUG_ON(shift < PAGE_SHIFT);
1902                 off = vma->vm_pgoff >> (shift - PAGE_SHIFT);
1903                 off += (addr - vma->vm_start) >> shift;
1904                 return offset_il_node(pol, off);
1905         } else
1906                 return interleave_nodes(pol);
1907 }
1908
1909 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
1910 /*
1911  * huge_node(@vma, @addr, @gfp_flags, @mpol)
1912  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
1913  * @addr: address in @vma for shared policy lookup and interleave policy
1914  * @gfp_flags: for requested zone
1915  * @mpol: pointer to mempolicy pointer for reference counted mempolicy
1916  * @nodemask: pointer to nodemask pointer for MPOL_BIND nodemask
1917  *
1918  * Returns a nid suitable for a huge page allocation and a pointer
1919  * to the struct mempolicy for conditional unref after allocation.
1920  * If the effective policy is 'BIND, returns a pointer to the mempolicy's
1921  * @nodemask for filtering the zonelist.
1922  *
1923  * Must be protected by read_mems_allowed_begin()
1924  */
1925 int huge_node(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, gfp_t gfp_flags,
1926                                 struct mempolicy **mpol, nodemask_t **nodemask)
1927 {
1928         int nid;
1929
1930         *mpol = get_vma_policy(vma, addr);
1931         *nodemask = NULL;       /* assume !MPOL_BIND */
1932
1933         if (unlikely((*mpol)->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
1934                 nid = interleave_nid(*mpol, vma, addr,
1935                                         huge_page_shift(hstate_vma(vma)));
1936         } else {
1937                 nid = policy_node(gfp_flags, *mpol, numa_node_id());
1938                 if ((*mpol)->mode == MPOL_BIND)
1939                         *nodemask = &(*mpol)->v.nodes;
1940         }
1941         return nid;
1942 }
1943
1944 /*
1945  * init_nodemask_of_mempolicy
1946  *
1947  * If the current task's mempolicy is "default" [NULL], return 'false'
1948  * to indicate default policy.  Otherwise, extract the policy nodemask
1949  * for 'bind' or 'interleave' policy into the argument nodemask, or
1950  * initialize the argument nodemask to contain the single node for
1951  * 'preferred' or 'local' policy and return 'true' to indicate presence
1952  * of non-default mempolicy.
1953  *
1954  * We don't bother with reference counting the mempolicy [mpol_get/put]
1955  * because the current task is examining it's own mempolicy and a task's
1956  * mempolicy is only ever changed by the task itself.
1957  *
1958  * N.B., it is the caller's responsibility to free a returned nodemask.
1959  */
1960 bool init_nodemask_of_mempolicy(nodemask_t *mask)
1961 {
1962         struct mempolicy *mempolicy;
1963         int nid;
1964
1965         if (!(mask && current->mempolicy))
1966                 return false;
1967
1968         task_lock(current);
1969         mempolicy = current->mempolicy;
1970         switch (mempolicy->mode) {
1971         case MPOL_PREFERRED:
1972                 if (mempolicy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1973                         nid = numa_node_id();
1974                 else
1975                         nid = mempolicy->v.preferred_node;
1976                 init_nodemask_of_node(mask, nid);
1977                 break;
1978
1979         case MPOL_BIND:
1980                 /* Fall through */
1981         case MPOL_INTERLEAVE:
1982                 *mask =  mempolicy->v.nodes;
1983                 break;
1984
1985         default:
1986                 BUG();
1987         }
1988         task_unlock(current);
1989
1990         return true;
1991 }
1992 #endif
1993
1994 /*
1995  * mempolicy_nodemask_intersects
1996  *
1997  * If tsk's mempolicy is "default" [NULL], return 'true' to indicate default
1998  * policy.  Otherwise, check for intersection between mask and the policy
1999  * nodemask for 'bind' or 'interleave' policy.  For 'perferred' or 'local'
2000  * policy, always return true since it may allocate elsewhere on fallback.
2001  *
2002  * Takes task_lock(tsk) to prevent freeing of its mempolicy.
2003  */
2004 bool mempolicy_nodemask_intersects(struct task_struct *tsk,
2005                                         const nodemask_t *mask)
2006 {
2007         struct mempolicy *mempolicy;
2008         bool ret = true;
2009
2010         if (!mask)
2011                 return ret;
2012         task_lock(tsk);
2013         mempolicy = tsk->mempolicy;
2014         if (!mempolicy)
2015                 goto out;
2016
2017         switch (mempolicy->mode) {
2018         case MPOL_PREFERRED:
2019                 /*
2020                  * MPOL_PREFERRED and MPOL_F_LOCAL are only preferred nodes to
2021                  * allocate from, they may fallback to other nodes when oom.
2022                  * Thus, it's possible for tsk to have allocated memory from
2023                  * nodes in mask.
2024                  */
2025                 break;
2026         case MPOL_BIND:
2027         case MPOL_INTERLEAVE:
2028                 ret = nodes_intersects(mempolicy->v.nodes, *mask);
2029                 break;
2030         default:
2031                 BUG();
2032         }
2033 out:
2034         task_unlock(tsk);
2035         return ret;
2036 }
2037
2038 /* Allocate a page in interleaved policy.
2039    Own path because it needs to do special accounting. */
2040 static struct page *alloc_page_interleave(gfp_t gfp, unsigned order,
2041                                         unsigned nid)
2042 {
2043         struct page *page;
2044
2045         page = __alloc_pages(gfp, order, nid);
2046         /* skip NUMA_INTERLEAVE_HIT counter update if numa stats is disabled */
2047         if (!static_branch_likely(&vm_numa_stat_key))
2048                 return page;
2049         if (page && page_to_nid(page) == nid) {
2050                 preempt_disable();
2051                 __inc_numa_state(page_zone(page), NUMA_INTERLEAVE_HIT);
2052                 preempt_enable();
2053         }
2054         return page;
2055 }
2056
2057 /**
2058  *      alloc_pages_vma - Allocate a page for a VMA.
2059  *
2060  *      @gfp:
2061  *      %GFP_USER    user allocation.
2062  *      %GFP_KERNEL  kernel allocations,
2063  *      %GFP_HIGHMEM highmem/user allocations,
2064  *      %GFP_FS      allocation should not call back into a file system.
2065  *      %GFP_ATOMIC  don't sleep.
2066  *
2067  *      @order:Order of the GFP allocation.
2068  *      @vma:  Pointer to VMA or NULL if not available.
2069  *      @addr: Virtual Address of the allocation. Must be inside the VMA.
2070  *      @node: Which node to prefer for allocation (modulo policy).
2071  *      @hugepage: for hugepages try only the preferred node if possible
2072  *
2073  *      This function allocates a page from the kernel page pool and applies
2074  *      a NUMA policy associated with the VMA or the current process.
2075  *      When VMA is not NULL caller must hold down_read on the mmap_sem of the
2076  *      mm_struct of the VMA to prevent it from going away. Should be used for
2077  *      all allocations for pages that will be mapped into user space. Returns
2078  *      NULL when no page can be allocated.
2079  */
2080 struct page *
2081 alloc_pages_vma(gfp_t gfp, int order, struct vm_area_struct *vma,
2082                 unsigned long addr, int node, bool hugepage)
2083 {
2084         struct mempolicy *pol;
2085         struct page *page;
2086         int preferred_nid;
2087         nodemask_t *nmask;
2088
2089         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2090
2091         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
2092                 unsigned nid;
2093
2094                 nid = interleave_nid(pol, vma, addr, PAGE_SHIFT + order);
2095                 mpol_cond_put(pol);
2096                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, nid);
2097                 goto out;
2098         }
2099
2100         if (unlikely(IS_ENABLED(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) && hugepage)) {
2101                 int hpage_node = node;
2102
2103                 /*
2104                  * For hugepage allocation and non-interleave policy which
2105                  * allows the current node (or other explicitly preferred
2106                  * node) we only try to allocate from the current/preferred
2107                  * node and don't fall back to other nodes, as the cost of
2108                  * remote accesses would likely offset THP benefits.
2109                  *
2110                  * If the policy is interleave, or does not allow the current
2111                  * node in its nodemask, we allocate the standard way.
2112                  */
2113                 if (pol->mode == MPOL_PREFERRED &&
2114                                                 !(pol->flags & MPOL_F_LOCAL))
2115                         hpage_node = pol->v.preferred_node;
2116
2117                 nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2118                 if (!nmask || node_isset(hpage_node, *nmask)) {
2119                         mpol_cond_put(pol);
2120                         /*
2121                          * We cannot invoke reclaim if __GFP_THISNODE
2122                          * is set. Invoking reclaim with
2123                          * __GFP_THISNODE set, would cause THP
2124                          * allocations to trigger heavy swapping
2125                          * despite there may be tons of free memory
2126                          * (including potentially plenty of THP
2127                          * already available in the buddy) on all the
2128                          * other NUMA nodes.
2129                          *
2130                          * At most we could invoke compaction when
2131                          * __GFP_THISNODE is set (but we would need to
2132                          * refrain from invoking reclaim even if
2133                          * compaction returned COMPACT_SKIPPED because
2134                          * there wasn't not enough memory to succeed
2135                          * compaction). For now just avoid
2136                          * __GFP_THISNODE instead of limiting the
2137                          * allocation path to a strict and single
2138                          * compaction invocation.
2139                          *
2140                          * Supposedly if direct reclaim was enabled by
2141                          * the caller, the app prefers THP regardless
2142                          * of the node it comes from so this would be
2143                          * more desiderable behavior than only
2144                          * providing THP originated from the local
2145                          * node in such case.
2146                          */
2147                         if (!(gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM))
2148                                 gfp |= __GFP_THISNODE;
2149                         page = __alloc_pages_node(hpage_node, gfp, order);
2150                         goto out;
2151                 }
2152         }
2153
2154         nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2155         preferred_nid = policy_node(gfp, pol, node);
2156         page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order, preferred_nid, nmask);
2157         mpol_cond_put(pol);
2158 out:
2159         return page;
2160 }
2161
2162 /**
2163  *      alloc_pages_current - Allocate pages.
2164  *
2165  *      @gfp:
2166  *              %GFP_USER   user allocation,
2167  *              %GFP_KERNEL kernel allocation,
2168  *              %GFP_HIGHMEM highmem allocation,
2169  *              %GFP_FS     don't call back into a file system.
2170  *              %GFP_ATOMIC don't sleep.
2171  *      @order: Power of two of allocation size in pages. 0 is a single page.
2172  *
2173  *      Allocate a page from the kernel page pool.  When not in
2174  *      interrupt context and apply the current process NUMA policy.
2175  *      Returns NULL when no page can be allocated.
2176  */
2177 struct page *alloc_pages_current(gfp_t gfp, unsigned order)
2178 {
2179         struct mempolicy *pol = &default_policy;
2180         struct page *page;
2181
2182         if (!in_interrupt() && !(gfp & __GFP_THISNODE))
2183                 pol = get_task_policy(current);
2184
2185         /*
2186          * No reference counting needed for current->mempolicy
2187          * nor system default_policy
2188          */
2189         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
2190                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, interleave_nodes(pol));
2191         else
2192                 page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order,
2193                                 policy_node(gfp, pol, numa_node_id()),
2194                                 policy_nodemask(gfp, pol));
2195
2196         return page;
2197 }
2198 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_current);
2199
2200 int vma_dup_policy(struct vm_area_struct *src, struct vm_area_struct *dst)
2201 {
2202         struct mempolicy *pol = mpol_dup(vma_policy(src));
2203
2204         if (IS_ERR(pol))
2205                 return PTR_ERR(pol);
2206         dst->vm_policy = pol;
2207         return 0;
2208 }
2209
2210 /*
2211  * If mpol_dup() sees current->cpuset == cpuset_being_rebound, then it
2212  * rebinds the mempolicy its copying by calling mpol_rebind_policy()
2213  * with the mems_allowed returned by cpuset_mems_allowed().  This
2214  * keeps mempolicies cpuset relative after its cpuset moves.  See
2215  * further kernel/cpuset.c update_nodemask().
2216  *
2217  * current's mempolicy may be rebinded by the other task(the task that changes
2218  * cpuset's mems), so we needn't do rebind work for current task.
2219  */
2220
2221 /* Slow path of a mempolicy duplicate */
2222 struct mempolicy *__mpol_dup(struct mempolicy *old)
2223 {
2224         struct mempolicy *new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2225
2226         if (!new)
2227                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2228
2229         /* task's mempolicy is protected by alloc_lock */
2230         if (old == current->mempolicy) {
2231                 task_lock(current);
2232                 *new = *old;
2233                 task_unlock(current);
2234         } else
2235                 *new = *old;
2236
2237         if (current_cpuset_is_being_rebound()) {
2238                 nodemask_t mems = cpuset_mems_allowed(current);
2239                 mpol_rebind_policy(new, &mems);
2240         }
2241         atomic_set(&new->refcnt, 1);
2242         return new;
2243 }
2244
2245 /* Slow path of a mempolicy comparison */
2246 bool __mpol_equal(struct mempolicy *a, struct mempolicy *b)
2247 {
2248         if (!a || !b)
2249                 return false;
2250         if (a->mode != b->mode)
2251                 return false;
2252         if (a->flags != b->flags)
2253                 return false;
2254         if (mpol_store_user_nodemask(a))
2255                 if (!nodes_equal(a->w.user_nodemask, b->w.user_nodemask))
2256                         return false;
2257
2258         switch (a->mode) {
2259         case MPOL_BIND:
2260                 /* Fall through */
2261         case MPOL_INTERLEAVE:
2262                 return !!nodes_equal(a->v.nodes, b->v.nodes);
2263         case MPOL_PREFERRED:
2264                 /* a's ->flags is the same as b's */
2265                 if (a->flags & MPOL_F_LOCAL)
2266                         return true;
2267                 return a->v.preferred_node == b->v.preferred_node;
2268         default:
2269                 BUG();
2270                 return false;
2271         }
2272 }
2273
2274 /*
2275  * Shared memory backing store policy support.
2276  *
2277  * Remember policies even when nobody has shared memory mapped.
2278  * The policies are kept in Red-Black tree linked from the inode.
2279  * They are protected by the sp->lock rwlock, which should be held
2280  * for any accesses to the tree.
2281  */
2282
2283 /*
2284  * lookup first element intersecting start-end.  Caller holds sp->lock for
2285  * reading or for writing
2286  */
2287 static struct sp_node *
2288 sp_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long start, unsigned long end)
2289 {
2290         struct rb_node *n = sp->root.rb_node;
2291
2292         while (n) {
2293                 struct sp_node *p = rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2294
2295                 if (start >= p->end)
2296                         n = n->rb_right;
2297                 else if (end <= p->start)
2298                         n = n->rb_left;
2299                 else
2300                         break;
2301         }
2302         if (!n)
2303                 return NULL;
2304         for (;;) {
2305                 struct sp_node *w = NULL;
2306                 struct rb_node *prev = rb_prev(n);
2307                 if (!prev)
2308                         break;
2309                 w = rb_entry(prev, struct sp_node, nd);
2310                 if (w->end <= start)
2311                         break;
2312                 n = prev;
2313         }
2314         return rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2315 }
2316
2317 /*
2318  * Insert a new shared policy into the list.  Caller holds sp->lock for
2319  * writing.
2320  */
2321 static void sp_insert(struct shared_policy *sp, struct sp_node *new)
2322 {
2323         struct rb_node **p = &sp->root.rb_node;
2324         struct rb_node *parent = NULL;
2325         struct sp_node *nd;
2326
2327         while (*p) {
2328                 parent = *p;
2329                 nd = rb_entry(parent, struct sp_node, nd);
2330                 if (new->start < nd->start)
2331                         p = &(*p)->rb_left;
2332                 else if (new->end > nd->end)
2333                         p = &(*p)->rb_right;
2334                 else
2335                         BUG();
2336         }
2337         rb_link_node(&new->nd, parent, p);
2338         rb_insert_color(&new->nd, &sp->root);
2339         pr_debug("inserting %lx-%lx: %d\n", new->start, new->end,
2340                  new->policy ? new->policy->mode : 0);
2341 }
2342
2343 /* Find shared policy intersecting idx */
2344 struct mempolicy *
2345 mpol_shared_policy_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long idx)
2346 {
2347         struct mempolicy *pol = NULL;
2348         struct sp_node *sn;
2349
2350         if (!sp->root.rb_node)
2351                 return NULL;
2352         read_lock(&sp->lock);
2353         sn = sp_lookup(sp, idx, idx+1);
2354         if (sn) {
2355                 mpol_get(sn->policy);
2356                 pol = sn->policy;
2357         }
2358         read_unlock(&sp->lock);
2359         return pol;
2360 }
2361
2362 static void sp_free(struct sp_node *n)
2363 {
2364         mpol_put(n->policy);
2365         kmem_cache_free(sn_cache, n);
2366 }
2367
2368 /**
2369  * mpol_misplaced - check whether current page node is valid in policy
2370  *
2371  * @page: page to be checked
2372  * @vma: vm area where page mapped
2373  * @addr: virtual address where page mapped
2374  *
2375  * Lookup current policy node id for vma,addr and "compare to" page's
2376  * node id.
2377  *
2378  * Returns:
2379  *      -1      - not misplaced, page is in the right node
2380  *      node    - node id where the page should be
2381  *
2382  * Policy determination "mimics" alloc_page_vma().
2383  * Called from fault path where we know the vma and faulting address.
2384  */
2385 int mpol_misplaced(struct page *page, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
2386 {
2387         struct mempolicy *pol;
2388         struct zoneref *z;
2389         int curnid = page_to_nid(page);
2390         unsigned long pgoff;
2391         int thiscpu = raw_smp_processor_id();
2392         int thisnid = cpu_to_node(thiscpu);
2393         int polnid = -1;
2394         int ret = -1;
2395
2396         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2397         if (!(pol->flags & MPOL_F_MOF))
2398                 goto out;
2399
2400         switch (pol->mode) {
2401         case MPOL_INTERLEAVE:
2402                 pgoff = vma->vm_pgoff;
2403                 pgoff += (addr - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2404                 polnid = offset_il_node(pol, pgoff);
2405                 break;
2406
2407         case MPOL_PREFERRED:
2408                 if (pol->flags & MPOL_F_LOCAL)
2409                         polnid = numa_node_id();
2410                 else
2411                         polnid = pol->v.preferred_node;
2412                 break;
2413
2414         case MPOL_BIND:
2415
2416                 /*
2417                  * allows binding to multiple nodes.
2418                  * use current page if in policy nodemask,
2419                  * else select nearest allowed node, if any.
2420                  * If no allowed nodes, use current [!misplaced].
2421                  */
2422                 if (node_isset(curnid, pol->v.nodes))
2423                         goto out;
2424                 z = first_zones_zonelist(
2425                                 node_zonelist(numa_node_id(), GFP_HIGHUSER),
2426                                 gfp_zone(GFP_HIGHUSER),
2427                                 &pol->v.nodes);
2428                 polnid = zone_to_nid(z->zone);
2429                 break;
2430
2431         default:
2432                 BUG();
2433         }
2434
2435         /* Migrate the page towards the node whose CPU is referencing it */
2436         if (pol->flags & MPOL_F_MORON) {
2437                 polnid = thisnid;
2438
2439                 if (!should_numa_migrate_memory(current, page, curnid, thiscpu))
2440                         goto out;
2441         }
2442
2443         if (curnid != polnid)
2444                 ret = polnid;
2445 out:
2446         mpol_cond_put(pol);
2447
2448         return ret;
2449 }
2450
2451 /*
2452  * Drop the (possibly final) reference to task->mempolicy.  It needs to be
2453  * dropped after task->mempolicy is set to NULL so that any allocation done as
2454  * part of its kmem_cache_free(), such as by KASAN, doesn't reference a freed
2455  * policy.
2456  */
2457 void mpol_put_task_policy(struct task_struct *task)
2458 {
2459         struct mempolicy *pol;
2460
2461         task_lock(task);
2462         pol = task->mempolicy;
2463         task->mempolicy = NULL;
2464         task_unlock(task);
2465         mpol_put(pol);
2466 }
2467
2468 static void sp_delete(struct shared_policy *sp, struct sp_node *n)
2469 {
2470         pr_debug("deleting %lx-l%lx\n", n->start, n->end);
2471         rb_erase(&n->nd, &sp->root);
2472         sp_free(n);
2473 }
2474
2475 static void sp_node_init(struct sp_node *node, unsigned long start,
2476                         unsigned long end, struct mempolicy *pol)
2477 {
2478         node->start = start;
2479         node->end = end;
2480         node->policy = pol;
2481 }
2482
2483 static struct sp_node *sp_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
2484                                 struct mempolicy *pol)
2485 {
2486         struct sp_node *n;
2487         struct mempolicy *newpol;
2488
2489         n = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2490         if (!n)
2491                 return NULL;
2492
2493         newpol = mpol_dup(pol);
2494         if (IS_ERR(newpol)) {
2495                 kmem_cache_free(sn_cache, n);
2496                 return NULL;
2497         }
2498         newpol->flags |= MPOL_F_SHARED;
2499         sp_node_init(n, start, end, newpol);
2500
2501         return n;
2502 }
2503
2504 /* Replace a policy range. */
2505 static int shared_policy_replace(struct shared_policy *sp, unsigned long start,
2506                                  unsigned long end, struct sp_node *new)
2507 {
2508         struct sp_node *n;
2509         struct sp_node *n_new = NULL;
2510         struct mempolicy *mpol_new = NULL;
2511         int ret = 0;
2512
2513 restart:
2514         write_lock(&sp->lock);
2515         n = sp_lookup(sp, start, end);
2516         /* Take care of old policies in the same range. */
2517         while (n && n->start < end) {
2518                 struct rb_node *next = rb_next(&n->nd);
2519                 if (n->start >= start) {
2520                         if (n->end <= end)
2521                                 sp_delete(sp, n);
2522                         else
2523                                 n->start = end;
2524                 } else {
2525                         /* Old policy spanning whole new range. */
2526                         if (n->end > end) {
2527                                 if (!n_new)
2528                                         goto alloc_new;
2529
2530                                 *mpol_new = *n->policy;
2531                                 atomic_set(&mpol_new->refcnt, 1);
2532                                 sp_node_init(n_new, end, n->end, mpol_new);
2533                                 n->end = start;
2534                                 sp_insert(sp, n_new);
2535                                 n_new = NULL;
2536                                 mpol_new = NULL;
2537                                 break;
2538                         } else
2539                                 n->end = start;
2540                 }
2541                 if (!next)
2542                         break;
2543                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2544         }
2545         if (new)
2546                 sp_insert(sp, new);
2547         write_unlock(&sp->lock);
2548         ret = 0;
2549
2550 err_out:
2551         if (mpol_new)
2552                 mpol_put(mpol_new);
2553         if (n_new)
2554                 kmem_cache_free(sn_cache, n_new);
2555
2556         return ret;
2557
2558 alloc_new:
2559         write_unlock(&sp->lock);
2560         ret = -ENOMEM;
2561         n_new = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2562         if (!n_new)
2563                 goto err_out;
2564         mpol_new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2565         if (!mpol_new)
2566                 goto err_out;
2567         atomic_set(&mpol_new->refcnt, 1);
2568         goto restart;
2569 }
2570
2571 /**
2572  * mpol_shared_policy_init - initialize shared policy for inode
2573  * @sp: pointer to inode shared policy
2574  * @mpol:  struct mempolicy to install
2575  *
2576  * Install non-NULL @mpol in inode's shared policy rb-tree.
2577  * On entry, the current task has a reference on a non-NULL @mpol.
2578  * This must be released on exit.
2579  * This is called at get_inode() calls and we can use GFP_KERNEL.
2580  */
2581 void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *sp, struct mempolicy *mpol)
2582 {
2583         int ret;
2584
2585         sp->root = RB_ROOT;             /* empty tree == default mempolicy */
2586         rwlock_init(&sp->lock);
2587
2588         if (mpol) {
2589                 struct vm_area_struct pvma;
2590                 struct mempolicy *new;
2591                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2592
2593                 if (!scratch)
2594                         goto put_mpol;
2595                 /* contextualize the tmpfs mount point mempolicy */
2596                 new = mpol_new(mpol->mode, mpol->flags, &mpol->w.user_nodemask);
2597                 if (IS_ERR(new))
2598                         goto free_scratch; /* no valid nodemask intersection */
2599
2600                 task_lock(current);
2601                 ret = mpol_set_nodemask(new, &mpol->w.user_nodemask, scratch);
2602                 task_unlock(current);
2603                 if (ret)
2604                         goto put_new;
2605
2606                 /* Create pseudo-vma that contains just the policy */
2607                 vma_init(&pvma, NULL);
2608                 pvma.vm_end = TASK_SIZE;        /* policy covers entire file */
2609                 mpol_set_shared_policy(sp, &pvma, new); /* adds ref */
2610
2611 put_new:
2612                 mpol_put(new);                  /* drop initial ref */
2613 free_scratch:
2614                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2615 put_mpol:
2616                 mpol_put(mpol); /* drop our incoming ref on sb mpol */
2617         }
2618 }
2619
2620 int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *info,
2621                         struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *npol)
2622 {
2623         int err;
2624         struct sp_node *new = NULL;
2625         unsigned long sz = vma_pages(vma);
2626
2627         pr_debug("set_shared_policy %lx sz %lu %d %d %lx\n",
2628                  vma->vm_pgoff,
2629                  sz, npol ? npol->mode : -1,
2630                  npol ? npol->flags : -1,
2631                  npol ? nodes_addr(npol->v.nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
2632
2633         if (npol) {
2634                 new = sp_alloc(vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, npol);
2635                 if (!new)
2636                         return -ENOMEM;
2637         }
2638         err = shared_policy_replace(info, vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff+sz, new);
2639         if (err && new)
2640                 sp_free(new);
2641         return err;
2642 }
2643
2644 /* Free a backing policy store on inode delete. */
2645 void mpol_free_shared_policy(struct shared_policy *p)
2646 {
2647         struct sp_node *n;
2648         struct rb_node *next;
2649
2650         if (!p->root.rb_node)
2651                 return;
2652         write_lock(&p->lock);
2653         next = rb_first(&p->root);
2654         while (next) {
2655                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2656                 next = rb_next(&n->nd);
2657                 sp_delete(p, n);
2658         }
2659         write_unlock(&p->lock);
2660 }
2661
2662 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2663 static int __initdata numabalancing_override;
2664
2665 static void __init check_numabalancing_enable(void)
2666 {
2667         bool numabalancing_default = false;
2668
2669         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA_BALANCING_DEFAULT_ENABLED))
2670                 numabalancing_default = true;
2671
2672         /* Parsed by setup_numabalancing. override == 1 enables, -1 disables */
2673         if (numabalancing_override)
2674                 set_numabalancing_state(numabalancing_override == 1);
2675
2676         if (num_online_nodes() > 1 && !numabalancing_override) {
2677                 pr_info("%s automatic NUMA balancing. Configure with numa_balancing= or the kernel.numa_balancing sysctl\n",
2678                         numabalancing_default ? "Enabling" : "Disabling");
2679                 set_numabalancing_state(numabalancing_default);
2680         }
2681 }
2682
2683 static int __init setup_numabalancing(char *str)
2684 {
2685         int ret = 0;
2686         if (!str)
2687                 goto out;
2688
2689         if (!strcmp(str, "enable")) {
2690                 numabalancing_override = 1;
2691                 ret = 1;
2692         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2693                 numabalancing_override = -1;
2694                 ret = 1;
2695         }
2696 out:
2697         if (!ret)
2698                 pr_warn("Unable to parse numa_balancing=\n");
2699
2700         return ret;
2701 }
2702 __setup("numa_balancing=", setup_numabalancing);
2703 #else
2704 static inline void __init check_numabalancing_enable(void)
2705 {
2706 }
2707 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2708
2709 /* assumes fs == KERNEL_DS */
2710 void __init numa_policy_init(void)
2711 {
2712         nodemask_t interleave_nodes;
2713         unsigned long largest = 0;
2714         int nid, prefer = 0;
2715
2716         policy_cache = kmem_cache_create("numa_policy",
2717                                          sizeof(struct mempolicy),
2718                                          0, SLAB_PANIC, NULL);
2719
2720         sn_cache = kmem_cache_create("shared_policy_node",
2721                                      sizeof(struct sp_node),
2722                                      0, SLAB_PANIC, NULL);
2723
2724         for_each_node(nid) {
2725                 preferred_node_policy[nid] = (struct mempolicy) {
2726                         .refcnt = ATOMIC_INIT(1),
2727                         .mode = MPOL_PREFERRED,
2728                         .flags = MPOL_F_MOF | MPOL_F_MORON,
2729                         .v = { .preferred_node = nid, },
2730                 };
2731         }
2732
2733         /*
2734          * Set interleaving policy for system init. Interleaving is only
2735          * enabled across suitably sized nodes (default is >= 16MB), or
2736          * fall back to the largest node if they're all smaller.
2737          */
2738         nodes_clear(interleave_nodes);
2739         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
2740                 unsigned long total_pages = node_present_pages(nid);
2741
2742                 /* Preserve the largest node */
2743                 if (largest < total_pages) {
2744                         largest = total_pages;
2745                         prefer = nid;
2746                 }
2747
2748                 /* Interleave this node? */
2749                 if ((total_pages << PAGE_SHIFT) >= (16 << 20))
2750                         node_set(nid, interleave_nodes);
2751         }
2752
2753         /* All too small, use the largest */
2754         if (unlikely(nodes_empty(interleave_nodes)))
2755                 node_set(prefer, interleave_nodes);
2756
2757         if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, 0, &interleave_nodes))
2758                 pr_err("%s: interleaving failed\n", __func__);
2759
2760         check_numabalancing_enable();
2761 }
2762
2763 /* Reset policy of current process to default */
2764 void numa_default_policy(void)
2765 {
2766         do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, 0, NULL);
2767 }
2768
2769 /*
2770  * Parse and format mempolicy from/to strings
2771  */
2772
2773 /*
2774  * "local" is implemented internally by MPOL_PREFERRED with MPOL_F_LOCAL flag.
2775  */
2776 static const char * const policy_modes[] =
2777 {
2778         [MPOL_DEFAULT]    = "default",
2779         [MPOL_PREFERRED]  = "prefer",
2780         [MPOL_BIND]       = "bind",
2781         [MPOL_INTERLEAVE] = "interleave",
2782         [MPOL_LOCAL]      = "local",
2783 };
2784
2785
2786 #ifdef CONFIG_TMPFS
2787 /**
2788  * mpol_parse_str - parse string to mempolicy, for tmpfs mpol mount option.
2789  * @str:  string containing mempolicy to parse
2790  * @mpol:  pointer to struct mempolicy pointer, returned on success.
2791  *
2792  * Format of input:
2793  *      <mode>[=<flags>][:<nodelist>]
2794  *
2795  * On success, returns 0, else 1
2796  */
2797 int mpol_parse_str(char *str, struct mempolicy **mpol)
2798 {
2799         struct mempolicy *new = NULL;
2800         unsigned short mode;
2801         unsigned short mode_flags;
2802         nodemask_t nodes;
2803         char *nodelist = strchr(str, ':');
2804         char *flags = strchr(str, '=');
2805         int err = 1;
2806
2807         if (flags)
2808                 *flags++ = '\0';        /* terminate mode string */
2809
2810         if (nodelist) {
2811                 /* NUL-terminate mode or flags string */
2812                 *nodelist++ = '\0';
2813                 if (nodelist_parse(nodelist, nodes))
2814                         goto out;
2815                 if (!nodes_subset(nodes, node_states[N_MEMORY]))
2816                         goto out;
2817         } else
2818                 nodes_clear(nodes);
2819
2820         for (mode = 0; mode < MPOL_MAX; mode++) {
2821                 if (!strcmp(str, policy_modes[mode])) {
2822                         break;
2823                 }
2824         }
2825         if (mode >= MPOL_MAX)
2826                 goto out;
2827
2828         switch (mode) {
2829         case MPOL_PREFERRED:
2830                 /*
2831                  * Insist on a nodelist of one node only, although later
2832                  * we use first_node(nodes) to grab a single node, so here
2833                  * nodelist (or nodes) cannot be empty.
2834                  */
2835                 if (nodelist) {
2836                         char *rest = nodelist;
2837                         while (isdigit(*rest))
2838                                 rest++;
2839                         if (*rest)
2840                                 goto out;
2841                         if (nodes_empty(nodes))
2842                                 goto out;
2843                 }
2844                 break;
2845         case MPOL_INTERLEAVE:
2846                 /*
2847                  * Default to online nodes with memory if no nodelist
2848                  */
2849                 if (!nodelist)
2850                         nodes = node_states[N_MEMORY];
2851                 break;
2852         case MPOL_LOCAL:
2853                 /*
2854                  * Don't allow a nodelist;  mpol_new() checks flags
2855                  */
2856                 if (nodelist)
2857                         goto out;
2858                 mode = MPOL_PREFERRED;
2859                 break;
2860         case MPOL_DEFAULT:
2861                 /*
2862                  * Insist on a empty nodelist
2863                  */
2864                 if (!nodelist)
2865                         err = 0;
2866                 goto out;
2867         case MPOL_BIND:
2868                 /*
2869                  * Insist on a nodelist
2870                  */
2871                 if (!nodelist)
2872                         goto out;
2873         }
2874
2875         mode_flags = 0;
2876         if (flags) {
2877                 /*
2878                  * Currently, we only support two mutually exclusive
2879                  * mode flags.
2880                  */
2881                 if (!strcmp(flags, "static"))
2882                         mode_flags |= MPOL_F_STATIC_NODES;
2883                 else if (!strcmp(flags, "relative"))
2884                         mode_flags |= MPOL_F_RELATIVE_NODES;
2885                 else
2886                         goto out;
2887         }
2888
2889         new = mpol_new(mode, mode_flags, &nodes);
2890         if (IS_ERR(new))
2891                 goto out;
2892
2893         /*
2894          * Save nodes for mpol_to_str() to show the tmpfs mount options
2895          * for /proc/mounts, /proc/pid/mounts and /proc/pid/mountinfo.
2896          */
2897         if (mode != MPOL_PREFERRED)
2898                 new->v.nodes = nodes;
2899         else if (nodelist)
2900                 new->v.preferred_node = first_node(nodes);
2901         else
2902                 new->flags |= MPOL_F_LOCAL;
2903
2904         /*
2905          * Save nodes for contextualization: this will be used to "clone"
2906          * the mempolicy in a specific context [cpuset] at a later time.
2907          */
2908         new->w.user_nodemask = nodes;
2909
2910         err = 0;
2911
2912 out:
2913         /* Restore string for error message */
2914         if (nodelist)
2915                 *--nodelist = ':';
2916         if (flags)
2917                 *--flags = '=';
2918         if (!err)
2919                 *mpol = new;
2920         return err;
2921 }
2922 #endif /* CONFIG_TMPFS */
2923
2924 /**
2925  * mpol_to_str - format a mempolicy structure for printing
2926  * @buffer:  to contain formatted mempolicy string
2927  * @maxlen:  length of @buffer
2928  * @pol:  pointer to mempolicy to be formatted
2929  *
2930  * Convert @pol into a string.  If @buffer is too short, truncate the string.
2931  * Recommend a @maxlen of at least 32 for the longest mode, "interleave", the
2932  * longest flag, "relative", and to display at least a few node ids.
2933  */
2934 void mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol)
2935 {
2936         char *p = buffer;
2937         nodemask_t nodes = NODE_MASK_NONE;
2938         unsigned short mode = MPOL_DEFAULT;
2939         unsigned short flags = 0;
2940
2941         if (pol && pol != &default_policy && !(pol->flags & MPOL_F_MORON)) {
2942                 mode = pol->mode;
2943                 flags = pol->flags;
2944         }
2945
2946         switch (mode) {
2947         case MPOL_DEFAULT:
2948                 break;
2949         case MPOL_PREFERRED:
2950                 if (flags & MPOL_F_LOCAL)
2951                         mode = MPOL_LOCAL;
2952                 else
2953                         node_set(pol->v.preferred_node, nodes);
2954                 break;
2955         case MPOL_BIND:
2956         case MPOL_INTERLEAVE:
2957                 nodes = pol->v.nodes;
2958                 break;
2959         default:
2960                 WARN_ON_ONCE(1);
2961                 snprintf(p, maxlen, "unknown");
2962                 return;
2963         }
2964
2965         p += snprintf(p, maxlen, "%s", policy_modes[mode]);
2966
2967         if (flags & MPOL_MODE_FLAGS) {
2968                 p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "=");
2969
2970                 /*
2971                  * Currently, the only defined flags are mutually exclusive
2972                  */
2973                 if (flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
2974                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "static");
2975                 else if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
2976                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "relative");
2977         }
2978
2979         if (!nodes_empty(nodes))
2980                 p += scnprintf(p, buffer + maxlen - p, ":%*pbl",
2981                                nodemask_pr_args(&nodes));
2982 }