GNU Linux-libre 5.17.9-gnu
[releases.git] / mm / mempolicy.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  * Simple NUMA memory policy for the Linux kernel.
4  *
5  * Copyright 2003,2004 Andi Kleen, SuSE Labs.
6  * (C) Copyright 2005 Christoph Lameter, Silicon Graphics, Inc.
7  *
8  * NUMA policy allows the user to give hints in which node(s) memory should
9  * be allocated.
10  *
11  * Support four policies per VMA and per process:
12  *
13  * The VMA policy has priority over the process policy for a page fault.
14  *
15  * interleave     Allocate memory interleaved over a set of nodes,
16  *                with normal fallback if it fails.
17  *                For VMA based allocations this interleaves based on the
18  *                offset into the backing object or offset into the mapping
19  *                for anonymous memory. For process policy an process counter
20  *                is used.
21  *
22  * bind           Only allocate memory on a specific set of nodes,
23  *                no fallback.
24  *                FIXME: memory is allocated starting with the first node
25  *                to the last. It would be better if bind would truly restrict
26  *                the allocation to memory nodes instead
27  *
28  * preferred       Try a specific node first before normal fallback.
29  *                As a special case NUMA_NO_NODE here means do the allocation
30  *                on the local CPU. This is normally identical to default,
31  *                but useful to set in a VMA when you have a non default
32  *                process policy.
33  *
34  * preferred many Try a set of nodes first before normal fallback. This is
35  *                similar to preferred without the special case.
36  *
37  * default        Allocate on the local node first, or when on a VMA
38  *                use the process policy. This is what Linux always did
39  *                in a NUMA aware kernel and still does by, ahem, default.
40  *
41  * The process policy is applied for most non interrupt memory allocations
42  * in that process' context. Interrupts ignore the policies and always
43  * try to allocate on the local CPU. The VMA policy is only applied for memory
44  * allocations for a VMA in the VM.
45  *
46  * Currently there are a few corner cases in swapping where the policy
47  * is not applied, but the majority should be handled. When process policy
48  * is used it is not remembered over swap outs/swap ins.
49  *
50  * Only the highest zone in the zone hierarchy gets policied. Allocations
51  * requesting a lower zone just use default policy. This implies that
52  * on systems with highmem kernel lowmem allocation don't get policied.
53  * Same with GFP_DMA allocations.
54  *
55  * For shmfs/tmpfs/hugetlbfs shared memory the policy is shared between
56  * all users and remembered even when nobody has memory mapped.
57  */
58
59 /* Notebook:
60    fix mmap readahead to honour policy and enable policy for any page cache
61    object
62    statistics for bigpages
63    global policy for page cache? currently it uses process policy. Requires
64    first item above.
65    handle mremap for shared memory (currently ignored for the policy)
66    grows down?
67    make bind policy root only? It can trigger oom much faster and the
68    kernel is not always grateful with that.
69 */
70
71 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
72
73 #include <linux/mempolicy.h>
74 #include <linux/pagewalk.h>
75 #include <linux/highmem.h>
76 #include <linux/hugetlb.h>
77 #include <linux/kernel.h>
78 #include <linux/sched.h>
79 #include <linux/sched/mm.h>
80 #include <linux/sched/numa_balancing.h>
81 #include <linux/sched/task.h>
82 #include <linux/nodemask.h>
83 #include <linux/cpuset.h>
84 #include <linux/slab.h>
85 #include <linux/string.h>
86 #include <linux/export.h>
87 #include <linux/nsproxy.h>
88 #include <linux/interrupt.h>
89 #include <linux/init.h>
90 #include <linux/compat.h>
91 #include <linux/ptrace.h>
92 #include <linux/swap.h>
93 #include <linux/seq_file.h>
94 #include <linux/proc_fs.h>
95 #include <linux/migrate.h>
96 #include <linux/ksm.h>
97 #include <linux/rmap.h>
98 #include <linux/security.h>
99 #include <linux/syscalls.h>
100 #include <linux/ctype.h>
101 #include <linux/mm_inline.h>
102 #include <linux/mmu_notifier.h>
103 #include <linux/printk.h>
104 #include <linux/swapops.h>
105
106 #include <asm/tlbflush.h>
107 #include <linux/uaccess.h>
108
109 #include "internal.h"
110
111 /* Internal flags */
112 #define MPOL_MF_DISCONTIG_OK (MPOL_MF_INTERNAL << 0)    /* Skip checks for continuous vmas */
113 #define MPOL_MF_INVERT (MPOL_MF_INTERNAL << 1)          /* Invert check for nodemask */
114
115 static struct kmem_cache *policy_cache;
116 static struct kmem_cache *sn_cache;
117
118 /* Highest zone. An specific allocation for a zone below that is not
119    policied. */
120 enum zone_type policy_zone = 0;
121
122 /*
123  * run-time system-wide default policy => local allocation
124  */
125 static struct mempolicy default_policy = {
126         .refcnt = ATOMIC_INIT(1), /* never free it */
127         .mode = MPOL_LOCAL,
128 };
129
130 static struct mempolicy preferred_node_policy[MAX_NUMNODES];
131
132 /**
133  * numa_map_to_online_node - Find closest online node
134  * @node: Node id to start the search
135  *
136  * Lookup the next closest node by distance if @nid is not online.
137  *
138  * Return: this @node if it is online, otherwise the closest node by distance
139  */
140 int numa_map_to_online_node(int node)
141 {
142         int min_dist = INT_MAX, dist, n, min_node;
143
144         if (node == NUMA_NO_NODE || node_online(node))
145                 return node;
146
147         min_node = node;
148         for_each_online_node(n) {
149                 dist = node_distance(node, n);
150                 if (dist < min_dist) {
151                         min_dist = dist;
152                         min_node = n;
153                 }
154         }
155
156         return min_node;
157 }
158 EXPORT_SYMBOL_GPL(numa_map_to_online_node);
159
160 struct mempolicy *get_task_policy(struct task_struct *p)
161 {
162         struct mempolicy *pol = p->mempolicy;
163         int node;
164
165         if (pol)
166                 return pol;
167
168         node = numa_node_id();
169         if (node != NUMA_NO_NODE) {
170                 pol = &preferred_node_policy[node];
171                 /* preferred_node_policy is not initialised early in boot */
172                 if (pol->mode)
173                         return pol;
174         }
175
176         return &default_policy;
177 }
178
179 static const struct mempolicy_operations {
180         int (*create)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
181         void (*rebind)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
182 } mpol_ops[MPOL_MAX];
183
184 static inline int mpol_store_user_nodemask(const struct mempolicy *pol)
185 {
186         return pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS;
187 }
188
189 static void mpol_relative_nodemask(nodemask_t *ret, const nodemask_t *orig,
190                                    const nodemask_t *rel)
191 {
192         nodemask_t tmp;
193         nodes_fold(tmp, *orig, nodes_weight(*rel));
194         nodes_onto(*ret, tmp, *rel);
195 }
196
197 static int mpol_new_nodemask(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
198 {
199         if (nodes_empty(*nodes))
200                 return -EINVAL;
201         pol->nodes = *nodes;
202         return 0;
203 }
204
205 static int mpol_new_preferred(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
206 {
207         if (nodes_empty(*nodes))
208                 return -EINVAL;
209
210         nodes_clear(pol->nodes);
211         node_set(first_node(*nodes), pol->nodes);
212         return 0;
213 }
214
215 /*
216  * mpol_set_nodemask is called after mpol_new() to set up the nodemask, if
217  * any, for the new policy.  mpol_new() has already validated the nodes
218  * parameter with respect to the policy mode and flags.
219  *
220  * Must be called holding task's alloc_lock to protect task's mems_allowed
221  * and mempolicy.  May also be called holding the mmap_lock for write.
222  */
223 static int mpol_set_nodemask(struct mempolicy *pol,
224                      const nodemask_t *nodes, struct nodemask_scratch *nsc)
225 {
226         int ret;
227
228         /*
229          * Default (pol==NULL) resp. local memory policies are not a
230          * subject of any remapping. They also do not need any special
231          * constructor.
232          */
233         if (!pol || pol->mode == MPOL_LOCAL)
234                 return 0;
235
236         /* Check N_MEMORY */
237         nodes_and(nsc->mask1,
238                   cpuset_current_mems_allowed, node_states[N_MEMORY]);
239
240         VM_BUG_ON(!nodes);
241
242         if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
243                 mpol_relative_nodemask(&nsc->mask2, nodes, &nsc->mask1);
244         else
245                 nodes_and(nsc->mask2, *nodes, nsc->mask1);
246
247         if (mpol_store_user_nodemask(pol))
248                 pol->w.user_nodemask = *nodes;
249         else
250                 pol->w.cpuset_mems_allowed = cpuset_current_mems_allowed;
251
252         ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, &nsc->mask2);
253         return ret;
254 }
255
256 /*
257  * This function just creates a new policy, does some check and simple
258  * initialization. You must invoke mpol_set_nodemask() to set nodes.
259  */
260 static struct mempolicy *mpol_new(unsigned short mode, unsigned short flags,
261                                   nodemask_t *nodes)
262 {
263         struct mempolicy *policy;
264
265         pr_debug("setting mode %d flags %d nodes[0] %lx\n",
266                  mode, flags, nodes ? nodes_addr(*nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
267
268         if (mode == MPOL_DEFAULT) {
269                 if (nodes && !nodes_empty(*nodes))
270                         return ERR_PTR(-EINVAL);
271                 return NULL;
272         }
273         VM_BUG_ON(!nodes);
274
275         /*
276          * MPOL_PREFERRED cannot be used with MPOL_F_STATIC_NODES or
277          * MPOL_F_RELATIVE_NODES if the nodemask is empty (local allocation).
278          * All other modes require a valid pointer to a non-empty nodemask.
279          */
280         if (mode == MPOL_PREFERRED) {
281                 if (nodes_empty(*nodes)) {
282                         if (((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
283                              (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)))
284                                 return ERR_PTR(-EINVAL);
285
286                         mode = MPOL_LOCAL;
287                 }
288         } else if (mode == MPOL_LOCAL) {
289                 if (!nodes_empty(*nodes) ||
290                     (flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
291                     (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
292                         return ERR_PTR(-EINVAL);
293         } else if (nodes_empty(*nodes))
294                 return ERR_PTR(-EINVAL);
295         policy = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
296         if (!policy)
297                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
298         atomic_set(&policy->refcnt, 1);
299         policy->mode = mode;
300         policy->flags = flags;
301         policy->home_node = NUMA_NO_NODE;
302
303         return policy;
304 }
305
306 /* Slow path of a mpol destructor. */
307 void __mpol_put(struct mempolicy *p)
308 {
309         if (!atomic_dec_and_test(&p->refcnt))
310                 return;
311         kmem_cache_free(policy_cache, p);
312 }
313
314 static void mpol_rebind_default(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
315 {
316 }
317
318 static void mpol_rebind_nodemask(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
319 {
320         nodemask_t tmp;
321
322         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
323                 nodes_and(tmp, pol->w.user_nodemask, *nodes);
324         else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
325                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
326         else {
327                 nodes_remap(tmp, pol->nodes, pol->w.cpuset_mems_allowed,
328                                                                 *nodes);
329                 pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
330         }
331
332         if (nodes_empty(tmp))
333                 tmp = *nodes;
334
335         pol->nodes = tmp;
336 }
337
338 static void mpol_rebind_preferred(struct mempolicy *pol,
339                                                 const nodemask_t *nodes)
340 {
341         pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
342 }
343
344 /*
345  * mpol_rebind_policy - Migrate a policy to a different set of nodes
346  *
347  * Per-vma policies are protected by mmap_lock. Allocations using per-task
348  * policies are protected by task->mems_allowed_seq to prevent a premature
349  * OOM/allocation failure due to parallel nodemask modification.
350  */
351 static void mpol_rebind_policy(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *newmask)
352 {
353         if (!pol)
354                 return;
355         if (!mpol_store_user_nodemask(pol) &&
356             nodes_equal(pol->w.cpuset_mems_allowed, *newmask))
357                 return;
358
359         mpol_ops[pol->mode].rebind(pol, newmask);
360 }
361
362 /*
363  * Wrapper for mpol_rebind_policy() that just requires task
364  * pointer, and updates task mempolicy.
365  *
366  * Called with task's alloc_lock held.
367  */
368
369 void mpol_rebind_task(struct task_struct *tsk, const nodemask_t *new)
370 {
371         mpol_rebind_policy(tsk->mempolicy, new);
372 }
373
374 /*
375  * Rebind each vma in mm to new nodemask.
376  *
377  * Call holding a reference to mm.  Takes mm->mmap_lock during call.
378  */
379
380 void mpol_rebind_mm(struct mm_struct *mm, nodemask_t *new)
381 {
382         struct vm_area_struct *vma;
383
384         mmap_write_lock(mm);
385         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next)
386                 mpol_rebind_policy(vma->vm_policy, new);
387         mmap_write_unlock(mm);
388 }
389
390 static const struct mempolicy_operations mpol_ops[MPOL_MAX] = {
391         [MPOL_DEFAULT] = {
392                 .rebind = mpol_rebind_default,
393         },
394         [MPOL_INTERLEAVE] = {
395                 .create = mpol_new_nodemask,
396                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
397         },
398         [MPOL_PREFERRED] = {
399                 .create = mpol_new_preferred,
400                 .rebind = mpol_rebind_preferred,
401         },
402         [MPOL_BIND] = {
403                 .create = mpol_new_nodemask,
404                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
405         },
406         [MPOL_LOCAL] = {
407                 .rebind = mpol_rebind_default,
408         },
409         [MPOL_PREFERRED_MANY] = {
410                 .create = mpol_new_nodemask,
411                 .rebind = mpol_rebind_preferred,
412         },
413 };
414
415 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
416                                 unsigned long flags);
417
418 struct queue_pages {
419         struct list_head *pagelist;
420         unsigned long flags;
421         nodemask_t *nmask;
422         unsigned long start;
423         unsigned long end;
424         struct vm_area_struct *first;
425 };
426
427 /*
428  * Check if the page's nid is in qp->nmask.
429  *
430  * If MPOL_MF_INVERT is set in qp->flags, check if the nid is
431  * in the invert of qp->nmask.
432  */
433 static inline bool queue_pages_required(struct page *page,
434                                         struct queue_pages *qp)
435 {
436         int nid = page_to_nid(page);
437         unsigned long flags = qp->flags;
438
439         return node_isset(nid, *qp->nmask) == !(flags & MPOL_MF_INVERT);
440 }
441
442 /*
443  * queue_pages_pmd() has four possible return values:
444  * 0 - pages are placed on the right node or queued successfully, or
445  *     special page is met, i.e. huge zero page.
446  * 1 - there is unmovable page, and MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
447  *     specified.
448  * 2 - THP was split.
449  * -EIO - is migration entry or only MPOL_MF_STRICT was specified and an
450  *        existing page was already on a node that does not follow the
451  *        policy.
452  */
453 static int queue_pages_pmd(pmd_t *pmd, spinlock_t *ptl, unsigned long addr,
454                                 unsigned long end, struct mm_walk *walk)
455         __releases(ptl)
456 {
457         int ret = 0;
458         struct page *page;
459         struct queue_pages *qp = walk->private;
460         unsigned long flags;
461
462         if (unlikely(is_pmd_migration_entry(*pmd))) {
463                 ret = -EIO;
464                 goto unlock;
465         }
466         page = pmd_page(*pmd);
467         if (is_huge_zero_page(page)) {
468                 spin_unlock(ptl);
469                 walk->action = ACTION_CONTINUE;
470                 goto out;
471         }
472         if (!queue_pages_required(page, qp))
473                 goto unlock;
474
475         flags = qp->flags;
476         /* go to thp migration */
477         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
478                 if (!vma_migratable(walk->vma) ||
479                     migrate_page_add(page, qp->pagelist, flags)) {
480                         ret = 1;
481                         goto unlock;
482                 }
483         } else
484                 ret = -EIO;
485 unlock:
486         spin_unlock(ptl);
487 out:
488         return ret;
489 }
490
491 /*
492  * Scan through pages checking if pages follow certain conditions,
493  * and move them to the pagelist if they do.
494  *
495  * queue_pages_pte_range() has three possible return values:
496  * 0 - pages are placed on the right node or queued successfully, or
497  *     special page is met, i.e. zero page.
498  * 1 - there is unmovable page, and MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
499  *     specified.
500  * -EIO - only MPOL_MF_STRICT was specified and an existing page was already
501  *        on a node that does not follow the policy.
502  */
503 static int queue_pages_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
504                         unsigned long end, struct mm_walk *walk)
505 {
506         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
507         struct page *page;
508         struct queue_pages *qp = walk->private;
509         unsigned long flags = qp->flags;
510         int ret;
511         bool has_unmovable = false;
512         pte_t *pte, *mapped_pte;
513         spinlock_t *ptl;
514
515         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
516         if (ptl) {
517                 ret = queue_pages_pmd(pmd, ptl, addr, end, walk);
518                 if (ret != 2)
519                         return ret;
520         }
521         /* THP was split, fall through to pte walk */
522
523         if (pmd_trans_unstable(pmd))
524                 return 0;
525
526         mapped_pte = pte = pte_offset_map_lock(walk->mm, pmd, addr, &ptl);
527         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE) {
528                 if (!pte_present(*pte))
529                         continue;
530                 page = vm_normal_page(vma, addr, *pte);
531                 if (!page)
532                         continue;
533                 /*
534                  * vm_normal_page() filters out zero pages, but there might
535                  * still be PageReserved pages to skip, perhaps in a VDSO.
536                  */
537                 if (PageReserved(page))
538                         continue;
539                 if (!queue_pages_required(page, qp))
540                         continue;
541                 if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
542                         /* MPOL_MF_STRICT must be specified if we get here */
543                         if (!vma_migratable(vma)) {
544                                 has_unmovable = true;
545                                 break;
546                         }
547
548                         /*
549                          * Do not abort immediately since there may be
550                          * temporary off LRU pages in the range.  Still
551                          * need migrate other LRU pages.
552                          */
553                         if (migrate_page_add(page, qp->pagelist, flags))
554                                 has_unmovable = true;
555                 } else
556                         break;
557         }
558         pte_unmap_unlock(mapped_pte, ptl);
559         cond_resched();
560
561         if (has_unmovable)
562                 return 1;
563
564         return addr != end ? -EIO : 0;
565 }
566
567 static int queue_pages_hugetlb(pte_t *pte, unsigned long hmask,
568                                unsigned long addr, unsigned long end,
569                                struct mm_walk *walk)
570 {
571         int ret = 0;
572 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
573         struct queue_pages *qp = walk->private;
574         unsigned long flags = (qp->flags & MPOL_MF_VALID);
575         struct page *page;
576         spinlock_t *ptl;
577         pte_t entry;
578
579         ptl = huge_pte_lock(hstate_vma(walk->vma), walk->mm, pte);
580         entry = huge_ptep_get(pte);
581         if (!pte_present(entry))
582                 goto unlock;
583         page = pte_page(entry);
584         if (!queue_pages_required(page, qp))
585                 goto unlock;
586
587         if (flags == MPOL_MF_STRICT) {
588                 /*
589                  * STRICT alone means only detecting misplaced page and no
590                  * need to further check other vma.
591                  */
592                 ret = -EIO;
593                 goto unlock;
594         }
595
596         if (!vma_migratable(walk->vma)) {
597                 /*
598                  * Must be STRICT with MOVE*, otherwise .test_walk() have
599                  * stopped walking current vma.
600                  * Detecting misplaced page but allow migrating pages which
601                  * have been queued.
602                  */
603                 ret = 1;
604                 goto unlock;
605         }
606
607         /* With MPOL_MF_MOVE, we migrate only unshared hugepage. */
608         if (flags & (MPOL_MF_MOVE_ALL) ||
609             (flags & MPOL_MF_MOVE && page_mapcount(page) == 1)) {
610                 if (!isolate_huge_page(page, qp->pagelist) &&
611                         (flags & MPOL_MF_STRICT))
612                         /*
613                          * Failed to isolate page but allow migrating pages
614                          * which have been queued.
615                          */
616                         ret = 1;
617         }
618 unlock:
619         spin_unlock(ptl);
620 #else
621         BUG();
622 #endif
623         return ret;
624 }
625
626 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
627 /*
628  * This is used to mark a range of virtual addresses to be inaccessible.
629  * These are later cleared by a NUMA hinting fault. Depending on these
630  * faults, pages may be migrated for better NUMA placement.
631  *
632  * This is assuming that NUMA faults are handled using PROT_NONE. If
633  * an architecture makes a different choice, it will need further
634  * changes to the core.
635  */
636 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
637                         unsigned long addr, unsigned long end)
638 {
639         int nr_updated;
640
641         nr_updated = change_protection(vma, addr, end, PAGE_NONE, MM_CP_PROT_NUMA);
642         if (nr_updated)
643                 count_vm_numa_events(NUMA_PTE_UPDATES, nr_updated);
644
645         return nr_updated;
646 }
647 #else
648 static unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
649                         unsigned long addr, unsigned long end)
650 {
651         return 0;
652 }
653 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
654
655 static int queue_pages_test_walk(unsigned long start, unsigned long end,
656                                 struct mm_walk *walk)
657 {
658         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
659         struct queue_pages *qp = walk->private;
660         unsigned long endvma = vma->vm_end;
661         unsigned long flags = qp->flags;
662
663         /* range check first */
664         VM_BUG_ON_VMA(!range_in_vma(vma, start, end), vma);
665
666         if (!qp->first) {
667                 qp->first = vma;
668                 if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK) &&
669                         (qp->start < vma->vm_start))
670                         /* hole at head side of range */
671                         return -EFAULT;
672         }
673         if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK) &&
674                 ((vma->vm_end < qp->end) &&
675                 (!vma->vm_next || vma->vm_end < vma->vm_next->vm_start)))
676                 /* hole at middle or tail of range */
677                 return -EFAULT;
678
679         /*
680          * Need check MPOL_MF_STRICT to return -EIO if possible
681          * regardless of vma_migratable
682          */
683         if (!vma_migratable(vma) &&
684             !(flags & MPOL_MF_STRICT))
685                 return 1;
686
687         if (endvma > end)
688                 endvma = end;
689
690         if (flags & MPOL_MF_LAZY) {
691                 /* Similar to task_numa_work, skip inaccessible VMAs */
692                 if (!is_vm_hugetlb_page(vma) && vma_is_accessible(vma) &&
693                         !(vma->vm_flags & VM_MIXEDMAP))
694                         change_prot_numa(vma, start, endvma);
695                 return 1;
696         }
697
698         /* queue pages from current vma */
699         if (flags & MPOL_MF_VALID)
700                 return 0;
701         return 1;
702 }
703
704 static const struct mm_walk_ops queue_pages_walk_ops = {
705         .hugetlb_entry          = queue_pages_hugetlb,
706         .pmd_entry              = queue_pages_pte_range,
707         .test_walk              = queue_pages_test_walk,
708 };
709
710 /*
711  * Walk through page tables and collect pages to be migrated.
712  *
713  * If pages found in a given range are on a set of nodes (determined by
714  * @nodes and @flags,) it's isolated and queued to the pagelist which is
715  * passed via @private.
716  *
717  * queue_pages_range() has three possible return values:
718  * 1 - there is unmovable page, but MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
719  *     specified.
720  * 0 - queue pages successfully or no misplaced page.
721  * errno - i.e. misplaced pages with MPOL_MF_STRICT specified (-EIO) or
722  *         memory range specified by nodemask and maxnode points outside
723  *         your accessible address space (-EFAULT)
724  */
725 static int
726 queue_pages_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start, unsigned long end,
727                 nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
728                 struct list_head *pagelist)
729 {
730         int err;
731         struct queue_pages qp = {
732                 .pagelist = pagelist,
733                 .flags = flags,
734                 .nmask = nodes,
735                 .start = start,
736                 .end = end,
737                 .first = NULL,
738         };
739
740         err = walk_page_range(mm, start, end, &queue_pages_walk_ops, &qp);
741
742         if (!qp.first)
743                 /* whole range in hole */
744                 err = -EFAULT;
745
746         return err;
747 }
748
749 /*
750  * Apply policy to a single VMA
751  * This must be called with the mmap_lock held for writing.
752  */
753 static int vma_replace_policy(struct vm_area_struct *vma,
754                                                 struct mempolicy *pol)
755 {
756         int err;
757         struct mempolicy *old;
758         struct mempolicy *new;
759
760         pr_debug("vma %lx-%lx/%lx vm_ops %p vm_file %p set_policy %p\n",
761                  vma->vm_start, vma->vm_end, vma->vm_pgoff,
762                  vma->vm_ops, vma->vm_file,
763                  vma->vm_ops ? vma->vm_ops->set_policy : NULL);
764
765         new = mpol_dup(pol);
766         if (IS_ERR(new))
767                 return PTR_ERR(new);
768
769         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->set_policy) {
770                 err = vma->vm_ops->set_policy(vma, new);
771                 if (err)
772                         goto err_out;
773         }
774
775         old = vma->vm_policy;
776         vma->vm_policy = new; /* protected by mmap_lock */
777         mpol_put(old);
778
779         return 0;
780  err_out:
781         mpol_put(new);
782         return err;
783 }
784
785 /* Step 2: apply policy to a range and do splits. */
786 static int mbind_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
787                        unsigned long end, struct mempolicy *new_pol)
788 {
789         struct vm_area_struct *prev;
790         struct vm_area_struct *vma;
791         int err = 0;
792         pgoff_t pgoff;
793         unsigned long vmstart;
794         unsigned long vmend;
795
796         vma = find_vma(mm, start);
797         VM_BUG_ON(!vma);
798
799         prev = vma->vm_prev;
800         if (start > vma->vm_start)
801                 prev = vma;
802
803         for (; vma && vma->vm_start < end; prev = vma, vma = vma->vm_next) {
804                 vmstart = max(start, vma->vm_start);
805                 vmend   = min(end, vma->vm_end);
806
807                 if (mpol_equal(vma_policy(vma), new_pol))
808                         continue;
809
810                 pgoff = vma->vm_pgoff +
811                         ((vmstart - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
812                 prev = vma_merge(mm, prev, vmstart, vmend, vma->vm_flags,
813                                  vma->anon_vma, vma->vm_file, pgoff,
814                                  new_pol, vma->vm_userfaultfd_ctx,
815                                  anon_vma_name(vma));
816                 if (prev) {
817                         vma = prev;
818                         goto replace;
819                 }
820                 if (vma->vm_start != vmstart) {
821                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmstart, 1);
822                         if (err)
823                                 goto out;
824                 }
825                 if (vma->vm_end != vmend) {
826                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmend, 0);
827                         if (err)
828                                 goto out;
829                 }
830  replace:
831                 err = vma_replace_policy(vma, new_pol);
832                 if (err)
833                         goto out;
834         }
835
836  out:
837         return err;
838 }
839
840 /* Set the process memory policy */
841 static long do_set_mempolicy(unsigned short mode, unsigned short flags,
842                              nodemask_t *nodes)
843 {
844         struct mempolicy *new, *old;
845         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
846         int ret;
847
848         if (!scratch)
849                 return -ENOMEM;
850
851         new = mpol_new(mode, flags, nodes);
852         if (IS_ERR(new)) {
853                 ret = PTR_ERR(new);
854                 goto out;
855         }
856
857         ret = mpol_set_nodemask(new, nodes, scratch);
858         if (ret) {
859                 mpol_put(new);
860                 goto out;
861         }
862         task_lock(current);
863         old = current->mempolicy;
864         current->mempolicy = new;
865         if (new && new->mode == MPOL_INTERLEAVE)
866                 current->il_prev = MAX_NUMNODES-1;
867         task_unlock(current);
868         mpol_put(old);
869         ret = 0;
870 out:
871         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
872         return ret;
873 }
874
875 /*
876  * Return nodemask for policy for get_mempolicy() query
877  *
878  * Called with task's alloc_lock held
879  */
880 static void get_policy_nodemask(struct mempolicy *p, nodemask_t *nodes)
881 {
882         nodes_clear(*nodes);
883         if (p == &default_policy)
884                 return;
885
886         switch (p->mode) {
887         case MPOL_BIND:
888         case MPOL_INTERLEAVE:
889         case MPOL_PREFERRED:
890         case MPOL_PREFERRED_MANY:
891                 *nodes = p->nodes;
892                 break;
893         case MPOL_LOCAL:
894                 /* return empty node mask for local allocation */
895                 break;
896         default:
897                 BUG();
898         }
899 }
900
901 static int lookup_node(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
902 {
903         struct page *p = NULL;
904         int err;
905
906         int locked = 1;
907         err = get_user_pages_locked(addr & PAGE_MASK, 1, 0, &p, &locked);
908         if (err > 0) {
909                 err = page_to_nid(p);
910                 put_page(p);
911         }
912         if (locked)
913                 mmap_read_unlock(mm);
914         return err;
915 }
916
917 /* Retrieve NUMA policy */
918 static long do_get_mempolicy(int *policy, nodemask_t *nmask,
919                              unsigned long addr, unsigned long flags)
920 {
921         int err;
922         struct mm_struct *mm = current->mm;
923         struct vm_area_struct *vma = NULL;
924         struct mempolicy *pol = current->mempolicy, *pol_refcount = NULL;
925
926         if (flags &
927                 ~(unsigned long)(MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR|MPOL_F_MEMS_ALLOWED))
928                 return -EINVAL;
929
930         if (flags & MPOL_F_MEMS_ALLOWED) {
931                 if (flags & (MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR))
932                         return -EINVAL;
933                 *policy = 0;    /* just so it's initialized */
934                 task_lock(current);
935                 *nmask  = cpuset_current_mems_allowed;
936                 task_unlock(current);
937                 return 0;
938         }
939
940         if (flags & MPOL_F_ADDR) {
941                 /*
942                  * Do NOT fall back to task policy if the
943                  * vma/shared policy at addr is NULL.  We
944                  * want to return MPOL_DEFAULT in this case.
945                  */
946                 mmap_read_lock(mm);
947                 vma = vma_lookup(mm, addr);
948                 if (!vma) {
949                         mmap_read_unlock(mm);
950                         return -EFAULT;
951                 }
952                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy)
953                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
954                 else
955                         pol = vma->vm_policy;
956         } else if (addr)
957                 return -EINVAL;
958
959         if (!pol)
960                 pol = &default_policy;  /* indicates default behavior */
961
962         if (flags & MPOL_F_NODE) {
963                 if (flags & MPOL_F_ADDR) {
964                         /*
965                          * Take a refcount on the mpol, lookup_node()
966                          * will drop the mmap_lock, so after calling
967                          * lookup_node() only "pol" remains valid, "vma"
968                          * is stale.
969                          */
970                         pol_refcount = pol;
971                         vma = NULL;
972                         mpol_get(pol);
973                         err = lookup_node(mm, addr);
974                         if (err < 0)
975                                 goto out;
976                         *policy = err;
977                 } else if (pol == current->mempolicy &&
978                                 pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
979                         *policy = next_node_in(current->il_prev, pol->nodes);
980                 } else {
981                         err = -EINVAL;
982                         goto out;
983                 }
984         } else {
985                 *policy = pol == &default_policy ? MPOL_DEFAULT :
986                                                 pol->mode;
987                 /*
988                  * Internal mempolicy flags must be masked off before exposing
989                  * the policy to userspace.
990                  */
991                 *policy |= (pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS);
992         }
993
994         err = 0;
995         if (nmask) {
996                 if (mpol_store_user_nodemask(pol)) {
997                         *nmask = pol->w.user_nodemask;
998                 } else {
999                         task_lock(current);
1000                         get_policy_nodemask(pol, nmask);
1001                         task_unlock(current);
1002                 }
1003         }
1004
1005  out:
1006         mpol_cond_put(pol);
1007         if (vma)
1008                 mmap_read_unlock(mm);
1009         if (pol_refcount)
1010                 mpol_put(pol_refcount);
1011         return err;
1012 }
1013
1014 #ifdef CONFIG_MIGRATION
1015 /*
1016  * page migration, thp tail pages can be passed.
1017  */
1018 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1019                                 unsigned long flags)
1020 {
1021         struct page *head = compound_head(page);
1022         /*
1023          * Avoid migrating a page that is shared with others.
1024          */
1025         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) || page_mapcount(head) == 1) {
1026                 if (!isolate_lru_page(head)) {
1027                         list_add_tail(&head->lru, pagelist);
1028                         mod_node_page_state(page_pgdat(head),
1029                                 NR_ISOLATED_ANON + page_is_file_lru(head),
1030                                 thp_nr_pages(head));
1031                 } else if (flags & MPOL_MF_STRICT) {
1032                         /*
1033                          * Non-movable page may reach here.  And, there may be
1034                          * temporary off LRU pages or non-LRU movable pages.
1035                          * Treat them as unmovable pages since they can't be
1036                          * isolated, so they can't be moved at the moment.  It
1037                          * should return -EIO for this case too.
1038                          */
1039                         return -EIO;
1040                 }
1041         }
1042
1043         return 0;
1044 }
1045
1046 /*
1047  * Migrate pages from one node to a target node.
1048  * Returns error or the number of pages not migrated.
1049  */
1050 static int migrate_to_node(struct mm_struct *mm, int source, int dest,
1051                            int flags)
1052 {
1053         nodemask_t nmask;
1054         LIST_HEAD(pagelist);
1055         int err = 0;
1056         struct migration_target_control mtc = {
1057                 .nid = dest,
1058                 .gfp_mask = GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_THISNODE,
1059         };
1060
1061         nodes_clear(nmask);
1062         node_set(source, nmask);
1063
1064         /*
1065          * This does not "check" the range but isolates all pages that
1066          * need migration.  Between passing in the full user address
1067          * space range and MPOL_MF_DISCONTIG_OK, this call can not fail.
1068          */
1069         VM_BUG_ON(!(flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)));
1070         queue_pages_range(mm, mm->mmap->vm_start, mm->task_size, &nmask,
1071                         flags | MPOL_MF_DISCONTIG_OK, &pagelist);
1072
1073         if (!list_empty(&pagelist)) {
1074                 err = migrate_pages(&pagelist, alloc_migration_target, NULL,
1075                                 (unsigned long)&mtc, MIGRATE_SYNC, MR_SYSCALL, NULL);
1076                 if (err)
1077                         putback_movable_pages(&pagelist);
1078         }
1079
1080         return err;
1081 }
1082
1083 /*
1084  * Move pages between the two nodesets so as to preserve the physical
1085  * layout as much as possible.
1086  *
1087  * Returns the number of page that could not be moved.
1088  */
1089 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1090                      const nodemask_t *to, int flags)
1091 {
1092         int busy = 0;
1093         int err = 0;
1094         nodemask_t tmp;
1095
1096         lru_cache_disable();
1097
1098         mmap_read_lock(mm);
1099
1100         /*
1101          * Find a 'source' bit set in 'tmp' whose corresponding 'dest'
1102          * bit in 'to' is not also set in 'tmp'.  Clear the found 'source'
1103          * bit in 'tmp', and return that <source, dest> pair for migration.
1104          * The pair of nodemasks 'to' and 'from' define the map.
1105          *
1106          * If no pair of bits is found that way, fallback to picking some
1107          * pair of 'source' and 'dest' bits that are not the same.  If the
1108          * 'source' and 'dest' bits are the same, this represents a node
1109          * that will be migrating to itself, so no pages need move.
1110          *
1111          * If no bits are left in 'tmp', or if all remaining bits left
1112          * in 'tmp' correspond to the same bit in 'to', return false
1113          * (nothing left to migrate).
1114          *
1115          * This lets us pick a pair of nodes to migrate between, such that
1116          * if possible the dest node is not already occupied by some other
1117          * source node, minimizing the risk of overloading the memory on a
1118          * node that would happen if we migrated incoming memory to a node
1119          * before migrating outgoing memory source that same node.
1120          *
1121          * A single scan of tmp is sufficient.  As we go, we remember the
1122          * most recent <s, d> pair that moved (s != d).  If we find a pair
1123          * that not only moved, but what's better, moved to an empty slot
1124          * (d is not set in tmp), then we break out then, with that pair.
1125          * Otherwise when we finish scanning from_tmp, we at least have the
1126          * most recent <s, d> pair that moved.  If we get all the way through
1127          * the scan of tmp without finding any node that moved, much less
1128          * moved to an empty node, then there is nothing left worth migrating.
1129          */
1130
1131         tmp = *from;
1132         while (!nodes_empty(tmp)) {
1133                 int s, d;
1134                 int source = NUMA_NO_NODE;
1135                 int dest = 0;
1136
1137                 for_each_node_mask(s, tmp) {
1138
1139                         /*
1140                          * do_migrate_pages() tries to maintain the relative
1141                          * node relationship of the pages established between
1142                          * threads and memory areas.
1143                          *
1144                          * However if the number of source nodes is not equal to
1145                          * the number of destination nodes we can not preserve
1146                          * this node relative relationship.  In that case, skip
1147                          * copying memory from a node that is in the destination
1148                          * mask.
1149                          *
1150                          * Example: [2,3,4] -> [3,4,5] moves everything.
1151                          *          [0-7] - > [3,4,5] moves only 0,1,2,6,7.
1152                          */
1153
1154                         if ((nodes_weight(*from) != nodes_weight(*to)) &&
1155                                                 (node_isset(s, *to)))
1156                                 continue;
1157
1158                         d = node_remap(s, *from, *to);
1159                         if (s == d)
1160                                 continue;
1161
1162                         source = s;     /* Node moved. Memorize */
1163                         dest = d;
1164
1165                         /* dest not in remaining from nodes? */
1166                         if (!node_isset(dest, tmp))
1167                                 break;
1168                 }
1169                 if (source == NUMA_NO_NODE)
1170                         break;
1171
1172                 node_clear(source, tmp);
1173                 err = migrate_to_node(mm, source, dest, flags);
1174                 if (err > 0)
1175                         busy += err;
1176                 if (err < 0)
1177                         break;
1178         }
1179         mmap_read_unlock(mm);
1180
1181         lru_cache_enable();
1182         if (err < 0)
1183                 return err;
1184         return busy;
1185
1186 }
1187
1188 /*
1189  * Allocate a new page for page migration based on vma policy.
1190  * Start by assuming the page is mapped by the same vma as contains @start.
1191  * Search forward from there, if not.  N.B., this assumes that the
1192  * list of pages handed to migrate_pages()--which is how we get here--
1193  * is in virtual address order.
1194  */
1195 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start)
1196 {
1197         struct vm_area_struct *vma;
1198         unsigned long address;
1199
1200         vma = find_vma(current->mm, start);
1201         while (vma) {
1202                 address = page_address_in_vma(page, vma);
1203                 if (address != -EFAULT)
1204                         break;
1205                 vma = vma->vm_next;
1206         }
1207
1208         if (PageHuge(page)) {
1209                 return alloc_huge_page_vma(page_hstate(compound_head(page)),
1210                                 vma, address);
1211         } else if (PageTransHuge(page)) {
1212                 struct page *thp;
1213
1214                 thp = alloc_hugepage_vma(GFP_TRANSHUGE, vma, address,
1215                                          HPAGE_PMD_ORDER);
1216                 if (!thp)
1217                         return NULL;
1218                 prep_transhuge_page(thp);
1219                 return thp;
1220         }
1221         /*
1222          * if !vma, alloc_page_vma() will use task or system default policy
1223          */
1224         return alloc_page_vma(GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_RETRY_MAYFAIL,
1225                         vma, address);
1226 }
1227 #else
1228
1229 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1230                                 unsigned long flags)
1231 {
1232         return -EIO;
1233 }
1234
1235 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1236                      const nodemask_t *to, int flags)
1237 {
1238         return -ENOSYS;
1239 }
1240
1241 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start)
1242 {
1243         return NULL;
1244 }
1245 #endif
1246
1247 static long do_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1248                      unsigned short mode, unsigned short mode_flags,
1249                      nodemask_t *nmask, unsigned long flags)
1250 {
1251         struct mm_struct *mm = current->mm;
1252         struct mempolicy *new;
1253         unsigned long end;
1254         int err;
1255         int ret;
1256         LIST_HEAD(pagelist);
1257
1258         if (flags & ~(unsigned long)MPOL_MF_VALID)
1259                 return -EINVAL;
1260         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1261                 return -EPERM;
1262
1263         if (start & ~PAGE_MASK)
1264                 return -EINVAL;
1265
1266         if (mode == MPOL_DEFAULT)
1267                 flags &= ~MPOL_MF_STRICT;
1268
1269         len = (len + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
1270         end = start + len;
1271
1272         if (end < start)
1273                 return -EINVAL;
1274         if (end == start)
1275                 return 0;
1276
1277         new = mpol_new(mode, mode_flags, nmask);
1278         if (IS_ERR(new))
1279                 return PTR_ERR(new);
1280
1281         if (flags & MPOL_MF_LAZY)
1282                 new->flags |= MPOL_F_MOF;
1283
1284         /*
1285          * If we are using the default policy then operation
1286          * on discontinuous address spaces is okay after all
1287          */
1288         if (!new)
1289                 flags |= MPOL_MF_DISCONTIG_OK;
1290
1291         pr_debug("mbind %lx-%lx mode:%d flags:%d nodes:%lx\n",
1292                  start, start + len, mode, mode_flags,
1293                  nmask ? nodes_addr(*nmask)[0] : NUMA_NO_NODE);
1294
1295         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
1296
1297                 lru_cache_disable();
1298         }
1299         {
1300                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1301                 if (scratch) {
1302                         mmap_write_lock(mm);
1303                         err = mpol_set_nodemask(new, nmask, scratch);
1304                         if (err)
1305                                 mmap_write_unlock(mm);
1306                 } else
1307                         err = -ENOMEM;
1308                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1309         }
1310         if (err)
1311                 goto mpol_out;
1312
1313         ret = queue_pages_range(mm, start, end, nmask,
1314                           flags | MPOL_MF_INVERT, &pagelist);
1315
1316         if (ret < 0) {
1317                 err = ret;
1318                 goto up_out;
1319         }
1320
1321         err = mbind_range(mm, start, end, new);
1322
1323         if (!err) {
1324                 int nr_failed = 0;
1325
1326                 if (!list_empty(&pagelist)) {
1327                         WARN_ON_ONCE(flags & MPOL_MF_LAZY);
1328                         nr_failed = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL,
1329                                 start, MIGRATE_SYNC, MR_MEMPOLICY_MBIND, NULL);
1330                         if (nr_failed)
1331                                 putback_movable_pages(&pagelist);
1332                 }
1333
1334                 if ((ret > 0) || (nr_failed && (flags & MPOL_MF_STRICT)))
1335                         err = -EIO;
1336         } else {
1337 up_out:
1338                 if (!list_empty(&pagelist))
1339                         putback_movable_pages(&pagelist);
1340         }
1341
1342         mmap_write_unlock(mm);
1343 mpol_out:
1344         mpol_put(new);
1345         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL))
1346                 lru_cache_enable();
1347         return err;
1348 }
1349
1350 /*
1351  * User space interface with variable sized bitmaps for nodelists.
1352  */
1353 static int get_bitmap(unsigned long *mask, const unsigned long __user *nmask,
1354                       unsigned long maxnode)
1355 {
1356         unsigned long nlongs = BITS_TO_LONGS(maxnode);
1357         int ret;
1358
1359         if (in_compat_syscall())
1360                 ret = compat_get_bitmap(mask,
1361                                         (const compat_ulong_t __user *)nmask,
1362                                         maxnode);
1363         else
1364                 ret = copy_from_user(mask, nmask,
1365                                      nlongs * sizeof(unsigned long));
1366
1367         if (ret)
1368                 return -EFAULT;
1369
1370         if (maxnode % BITS_PER_LONG)
1371                 mask[nlongs - 1] &= (1UL << (maxnode % BITS_PER_LONG)) - 1;
1372
1373         return 0;
1374 }
1375
1376 /* Copy a node mask from user space. */
1377 static int get_nodes(nodemask_t *nodes, const unsigned long __user *nmask,
1378                      unsigned long maxnode)
1379 {
1380         --maxnode;
1381         nodes_clear(*nodes);
1382         if (maxnode == 0 || !nmask)
1383                 return 0;
1384         if (maxnode > PAGE_SIZE*BITS_PER_BYTE)
1385                 return -EINVAL;
1386
1387         /*
1388          * When the user specified more nodes than supported just check
1389          * if the non supported part is all zero, one word at a time,
1390          * starting at the end.
1391          */
1392         while (maxnode > MAX_NUMNODES) {
1393                 unsigned long bits = min_t(unsigned long, maxnode, BITS_PER_LONG);
1394                 unsigned long t;
1395
1396                 if (get_bitmap(&t, &nmask[maxnode / BITS_PER_LONG], bits))
1397                         return -EFAULT;
1398
1399                 if (maxnode - bits >= MAX_NUMNODES) {
1400                         maxnode -= bits;
1401                 } else {
1402                         maxnode = MAX_NUMNODES;
1403                         t &= ~((1UL << (MAX_NUMNODES % BITS_PER_LONG)) - 1);
1404                 }
1405                 if (t)
1406                         return -EINVAL;
1407         }
1408
1409         return get_bitmap(nodes_addr(*nodes), nmask, maxnode);
1410 }
1411
1412 /* Copy a kernel node mask to user space */
1413 static int copy_nodes_to_user(unsigned long __user *mask, unsigned long maxnode,
1414                               nodemask_t *nodes)
1415 {
1416         unsigned long copy = ALIGN(maxnode-1, 64) / 8;
1417         unsigned int nbytes = BITS_TO_LONGS(nr_node_ids) * sizeof(long);
1418         bool compat = in_compat_syscall();
1419
1420         if (compat)
1421                 nbytes = BITS_TO_COMPAT_LONGS(nr_node_ids) * sizeof(compat_long_t);
1422
1423         if (copy > nbytes) {
1424                 if (copy > PAGE_SIZE)
1425                         return -EINVAL;
1426                 if (clear_user((char __user *)mask + nbytes, copy - nbytes))
1427                         return -EFAULT;
1428                 copy = nbytes;
1429                 maxnode = nr_node_ids;
1430         }
1431
1432         if (compat)
1433                 return compat_put_bitmap((compat_ulong_t __user *)mask,
1434                                          nodes_addr(*nodes), maxnode);
1435
1436         return copy_to_user(mask, nodes_addr(*nodes), copy) ? -EFAULT : 0;
1437 }
1438
1439 /* Basic parameter sanity check used by both mbind() and set_mempolicy() */
1440 static inline int sanitize_mpol_flags(int *mode, unsigned short *flags)
1441 {
1442         *flags = *mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1443         *mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1444
1445         if ((unsigned int)(*mode) >=  MPOL_MAX)
1446                 return -EINVAL;
1447         if ((*flags & MPOL_F_STATIC_NODES) && (*flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1448                 return -EINVAL;
1449         if (*flags & MPOL_F_NUMA_BALANCING) {
1450                 if (*mode != MPOL_BIND)
1451                         return -EINVAL;
1452                 *flags |= (MPOL_F_MOF | MPOL_F_MORON);
1453         }
1454         return 0;
1455 }
1456
1457 static long kernel_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1458                          unsigned long mode, const unsigned long __user *nmask,
1459                          unsigned long maxnode, unsigned int flags)
1460 {
1461         unsigned short mode_flags;
1462         nodemask_t nodes;
1463         int lmode = mode;
1464         int err;
1465
1466         start = untagged_addr(start);
1467         err = sanitize_mpol_flags(&lmode, &mode_flags);
1468         if (err)
1469                 return err;
1470
1471         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1472         if (err)
1473                 return err;
1474
1475         return do_mbind(start, len, lmode, mode_flags, &nodes, flags);
1476 }
1477
1478 SYSCALL_DEFINE4(set_mempolicy_home_node, unsigned long, start, unsigned long, len,
1479                 unsigned long, home_node, unsigned long, flags)
1480 {
1481         struct mm_struct *mm = current->mm;
1482         struct vm_area_struct *vma;
1483         struct mempolicy *new;
1484         unsigned long vmstart;
1485         unsigned long vmend;
1486         unsigned long end;
1487         int err = -ENOENT;
1488
1489         start = untagged_addr(start);
1490         if (start & ~PAGE_MASK)
1491                 return -EINVAL;
1492         /*
1493          * flags is used for future extension if any.
1494          */
1495         if (flags != 0)
1496                 return -EINVAL;
1497
1498         /*
1499          * Check home_node is online to avoid accessing uninitialized
1500          * NODE_DATA.
1501          */
1502         if (home_node >= MAX_NUMNODES || !node_online(home_node))
1503                 return -EINVAL;
1504
1505         len = (len + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
1506         end = start + len;
1507
1508         if (end < start)
1509                 return -EINVAL;
1510         if (end == start)
1511                 return 0;
1512         mmap_write_lock(mm);
1513         vma = find_vma(mm, start);
1514         for (; vma && vma->vm_start < end;  vma = vma->vm_next) {
1515
1516                 vmstart = max(start, vma->vm_start);
1517                 vmend   = min(end, vma->vm_end);
1518                 new = mpol_dup(vma_policy(vma));
1519                 if (IS_ERR(new)) {
1520                         err = PTR_ERR(new);
1521                         break;
1522                 }
1523                 /*
1524                  * Only update home node if there is an existing vma policy
1525                  */
1526                 if (!new)
1527                         continue;
1528
1529                 /*
1530                  * If any vma in the range got policy other than MPOL_BIND
1531                  * or MPOL_PREFERRED_MANY we return error. We don't reset
1532                  * the home node for vmas we already updated before.
1533                  */
1534                 if (new->mode != MPOL_BIND && new->mode != MPOL_PREFERRED_MANY) {
1535                         err = -EOPNOTSUPP;
1536                         break;
1537                 }
1538
1539                 new->home_node = home_node;
1540                 err = mbind_range(mm, vmstart, vmend, new);
1541                 mpol_put(new);
1542                 if (err)
1543                         break;
1544         }
1545         mmap_write_unlock(mm);
1546         return err;
1547 }
1548
1549 SYSCALL_DEFINE6(mbind, unsigned long, start, unsigned long, len,
1550                 unsigned long, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1551                 unsigned long, maxnode, unsigned int, flags)
1552 {
1553         return kernel_mbind(start, len, mode, nmask, maxnode, flags);
1554 }
1555
1556 /* Set the process memory policy */
1557 static long kernel_set_mempolicy(int mode, const unsigned long __user *nmask,
1558                                  unsigned long maxnode)
1559 {
1560         unsigned short mode_flags;
1561         nodemask_t nodes;
1562         int lmode = mode;
1563         int err;
1564
1565         err = sanitize_mpol_flags(&lmode, &mode_flags);
1566         if (err)
1567                 return err;
1568
1569         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1570         if (err)
1571                 return err;
1572
1573         return do_set_mempolicy(lmode, mode_flags, &nodes);
1574 }
1575
1576 SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1577                 unsigned long, maxnode)
1578 {
1579         return kernel_set_mempolicy(mode, nmask, maxnode);
1580 }
1581
1582 static int kernel_migrate_pages(pid_t pid, unsigned long maxnode,
1583                                 const unsigned long __user *old_nodes,
1584                                 const unsigned long __user *new_nodes)
1585 {
1586         struct mm_struct *mm = NULL;
1587         struct task_struct *task;
1588         nodemask_t task_nodes;
1589         int err;
1590         nodemask_t *old;
1591         nodemask_t *new;
1592         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1593
1594         if (!scratch)
1595                 return -ENOMEM;
1596
1597         old = &scratch->mask1;
1598         new = &scratch->mask2;
1599
1600         err = get_nodes(old, old_nodes, maxnode);
1601         if (err)
1602                 goto out;
1603
1604         err = get_nodes(new, new_nodes, maxnode);
1605         if (err)
1606                 goto out;
1607
1608         /* Find the mm_struct */
1609         rcu_read_lock();
1610         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1611         if (!task) {
1612                 rcu_read_unlock();
1613                 err = -ESRCH;
1614                 goto out;
1615         }
1616         get_task_struct(task);
1617
1618         err = -EINVAL;
1619
1620         /*
1621          * Check if this process has the right to modify the specified process.
1622          * Use the regular "ptrace_may_access()" checks.
1623          */
1624         if (!ptrace_may_access(task, PTRACE_MODE_READ_REALCREDS)) {
1625                 rcu_read_unlock();
1626                 err = -EPERM;
1627                 goto out_put;
1628         }
1629         rcu_read_unlock();
1630
1631         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1632         /* Is the user allowed to access the target nodes? */
1633         if (!nodes_subset(*new, task_nodes) && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1634                 err = -EPERM;
1635                 goto out_put;
1636         }
1637
1638         task_nodes = cpuset_mems_allowed(current);
1639         nodes_and(*new, *new, task_nodes);
1640         if (nodes_empty(*new))
1641                 goto out_put;
1642
1643         err = security_task_movememory(task);
1644         if (err)
1645                 goto out_put;
1646
1647         mm = get_task_mm(task);
1648         put_task_struct(task);
1649
1650         if (!mm) {
1651                 err = -EINVAL;
1652                 goto out;
1653         }
1654
1655         err = do_migrate_pages(mm, old, new,
1656                 capable(CAP_SYS_NICE) ? MPOL_MF_MOVE_ALL : MPOL_MF_MOVE);
1657
1658         mmput(mm);
1659 out:
1660         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1661
1662         return err;
1663
1664 out_put:
1665         put_task_struct(task);
1666         goto out;
1667
1668 }
1669
1670 SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, pid_t, pid, unsigned long, maxnode,
1671                 const unsigned long __user *, old_nodes,
1672                 const unsigned long __user *, new_nodes)
1673 {
1674         return kernel_migrate_pages(pid, maxnode, old_nodes, new_nodes);
1675 }
1676
1677
1678 /* Retrieve NUMA policy */
1679 static int kernel_get_mempolicy(int __user *policy,
1680                                 unsigned long __user *nmask,
1681                                 unsigned long maxnode,
1682                                 unsigned long addr,
1683                                 unsigned long flags)
1684 {
1685         int err;
1686         int pval;
1687         nodemask_t nodes;
1688
1689         if (nmask != NULL && maxnode < nr_node_ids)
1690                 return -EINVAL;
1691
1692         addr = untagged_addr(addr);
1693
1694         err = do_get_mempolicy(&pval, &nodes, addr, flags);
1695
1696         if (err)
1697                 return err;
1698
1699         if (policy && put_user(pval, policy))
1700                 return -EFAULT;
1701
1702         if (nmask)
1703                 err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, &nodes);
1704
1705         return err;
1706 }
1707
1708 SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1709                 unsigned long __user *, nmask, unsigned long, maxnode,
1710                 unsigned long, addr, unsigned long, flags)
1711 {
1712         return kernel_get_mempolicy(policy, nmask, maxnode, addr, flags);
1713 }
1714
1715 bool vma_migratable(struct vm_area_struct *vma)
1716 {
1717         if (vma->vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP))
1718                 return false;
1719
1720         /*
1721          * DAX device mappings require predictable access latency, so avoid
1722          * incurring periodic faults.
1723          */
1724         if (vma_is_dax(vma))
1725                 return false;
1726
1727         if (is_vm_hugetlb_page(vma) &&
1728                 !hugepage_migration_supported(hstate_vma(vma)))
1729                 return false;
1730
1731         /*
1732          * Migration allocates pages in the highest zone. If we cannot
1733          * do so then migration (at least from node to node) is not
1734          * possible.
1735          */
1736         if (vma->vm_file &&
1737                 gfp_zone(mapping_gfp_mask(vma->vm_file->f_mapping))
1738                         < policy_zone)
1739                 return false;
1740         return true;
1741 }
1742
1743 struct mempolicy *__get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1744                                                 unsigned long addr)
1745 {
1746         struct mempolicy *pol = NULL;
1747
1748         if (vma) {
1749                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1750                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
1751                 } else if (vma->vm_policy) {
1752                         pol = vma->vm_policy;
1753
1754                         /*
1755                          * shmem_alloc_page() passes MPOL_F_SHARED policy with
1756                          * a pseudo vma whose vma->vm_ops=NULL. Take a reference
1757                          * count on these policies which will be dropped by
1758                          * mpol_cond_put() later
1759                          */
1760                         if (mpol_needs_cond_ref(pol))
1761                                 mpol_get(pol);
1762                 }
1763         }
1764
1765         return pol;
1766 }
1767
1768 /*
1769  * get_vma_policy(@vma, @addr)
1770  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
1771  * @addr: address in @vma for shared policy lookup
1772  *
1773  * Returns effective policy for a VMA at specified address.
1774  * Falls back to current->mempolicy or system default policy, as necessary.
1775  * Shared policies [those marked as MPOL_F_SHARED] require an extra reference
1776  * count--added by the get_policy() vm_op, as appropriate--to protect against
1777  * freeing by another task.  It is the caller's responsibility to free the
1778  * extra reference for shared policies.
1779  */
1780 static struct mempolicy *get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1781                                                 unsigned long addr)
1782 {
1783         struct mempolicy *pol = __get_vma_policy(vma, addr);
1784
1785         if (!pol)
1786                 pol = get_task_policy(current);
1787
1788         return pol;
1789 }
1790
1791 bool vma_policy_mof(struct vm_area_struct *vma)
1792 {
1793         struct mempolicy *pol;
1794
1795         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1796                 bool ret = false;
1797
1798                 pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, vma->vm_start);
1799                 if (pol && (pol->flags & MPOL_F_MOF))
1800                         ret = true;
1801                 mpol_cond_put(pol);
1802
1803                 return ret;
1804         }
1805
1806         pol = vma->vm_policy;
1807         if (!pol)
1808                 pol = get_task_policy(current);
1809
1810         return pol->flags & MPOL_F_MOF;
1811 }
1812
1813 static int apply_policy_zone(struct mempolicy *policy, enum zone_type zone)
1814 {
1815         enum zone_type dynamic_policy_zone = policy_zone;
1816
1817         BUG_ON(dynamic_policy_zone == ZONE_MOVABLE);
1818
1819         /*
1820          * if policy->nodes has movable memory only,
1821          * we apply policy when gfp_zone(gfp) = ZONE_MOVABLE only.
1822          *
1823          * policy->nodes is intersect with node_states[N_MEMORY].
1824          * so if the following test fails, it implies
1825          * policy->nodes has movable memory only.
1826          */
1827         if (!nodes_intersects(policy->nodes, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
1828                 dynamic_policy_zone = ZONE_MOVABLE;
1829
1830         return zone >= dynamic_policy_zone;
1831 }
1832
1833 /*
1834  * Return a nodemask representing a mempolicy for filtering nodes for
1835  * page allocation
1836  */
1837 nodemask_t *policy_nodemask(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1838 {
1839         int mode = policy->mode;
1840
1841         /* Lower zones don't get a nodemask applied for MPOL_BIND */
1842         if (unlikely(mode == MPOL_BIND) &&
1843                 apply_policy_zone(policy, gfp_zone(gfp)) &&
1844                 cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(&policy->nodes))
1845                 return &policy->nodes;
1846
1847         if (mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
1848                 return &policy->nodes;
1849
1850         return NULL;
1851 }
1852
1853 /*
1854  * Return the  preferred node id for 'prefer' mempolicy, and return
1855  * the given id for all other policies.
1856  *
1857  * policy_node() is always coupled with policy_nodemask(), which
1858  * secures the nodemask limit for 'bind' and 'prefer-many' policy.
1859  */
1860 static int policy_node(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy, int nd)
1861 {
1862         if (policy->mode == MPOL_PREFERRED) {
1863                 nd = first_node(policy->nodes);
1864         } else {
1865                 /*
1866                  * __GFP_THISNODE shouldn't even be used with the bind policy
1867                  * because we might easily break the expectation to stay on the
1868                  * requested node and not break the policy.
1869                  */
1870                 WARN_ON_ONCE(policy->mode == MPOL_BIND && (gfp & __GFP_THISNODE));
1871         }
1872
1873         if ((policy->mode == MPOL_BIND ||
1874              policy->mode == MPOL_PREFERRED_MANY) &&
1875             policy->home_node != NUMA_NO_NODE)
1876                 return policy->home_node;
1877
1878         return nd;
1879 }
1880
1881 /* Do dynamic interleaving for a process */
1882 static unsigned interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
1883 {
1884         unsigned next;
1885         struct task_struct *me = current;
1886
1887         next = next_node_in(me->il_prev, policy->nodes);
1888         if (next < MAX_NUMNODES)
1889                 me->il_prev = next;
1890         return next;
1891 }
1892
1893 /*
1894  * Depending on the memory policy provide a node from which to allocate the
1895  * next slab entry.
1896  */
1897 unsigned int mempolicy_slab_node(void)
1898 {
1899         struct mempolicy *policy;
1900         int node = numa_mem_id();
1901
1902         if (!in_task())
1903                 return node;
1904
1905         policy = current->mempolicy;
1906         if (!policy)
1907                 return node;
1908
1909         switch (policy->mode) {
1910         case MPOL_PREFERRED:
1911                 return first_node(policy->nodes);
1912
1913         case MPOL_INTERLEAVE:
1914                 return interleave_nodes(policy);
1915
1916         case MPOL_BIND:
1917         case MPOL_PREFERRED_MANY:
1918         {
1919                 struct zoneref *z;
1920
1921                 /*
1922                  * Follow bind policy behavior and start allocation at the
1923                  * first node.
1924                  */
1925                 struct zonelist *zonelist;
1926                 enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(GFP_KERNEL);
1927                 zonelist = &NODE_DATA(node)->node_zonelists[ZONELIST_FALLBACK];
1928                 z = first_zones_zonelist(zonelist, highest_zoneidx,
1929                                                         &policy->nodes);
1930                 return z->zone ? zone_to_nid(z->zone) : node;
1931         }
1932         case MPOL_LOCAL:
1933                 return node;
1934
1935         default:
1936                 BUG();
1937         }
1938 }
1939
1940 /*
1941  * Do static interleaving for a VMA with known offset @n.  Returns the n'th
1942  * node in pol->nodes (starting from n=0), wrapping around if n exceeds the
1943  * number of present nodes.
1944  */
1945 static unsigned offset_il_node(struct mempolicy *pol, unsigned long n)
1946 {
1947         nodemask_t nodemask = pol->nodes;
1948         unsigned int target, nnodes;
1949         int i;
1950         int nid;
1951         /*
1952          * The barrier will stabilize the nodemask in a register or on
1953          * the stack so that it will stop changing under the code.
1954          *
1955          * Between first_node() and next_node(), pol->nodes could be changed
1956          * by other threads. So we put pol->nodes in a local stack.
1957          */
1958         barrier();
1959
1960         nnodes = nodes_weight(nodemask);
1961         if (!nnodes)
1962                 return numa_node_id();
1963         target = (unsigned int)n % nnodes;
1964         nid = first_node(nodemask);
1965         for (i = 0; i < target; i++)
1966                 nid = next_node(nid, nodemask);
1967         return nid;
1968 }
1969
1970 /* Determine a node number for interleave */
1971 static inline unsigned interleave_nid(struct mempolicy *pol,
1972                  struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, int shift)
1973 {
1974         if (vma) {
1975                 unsigned long off;
1976
1977                 /*
1978                  * for small pages, there is no difference between
1979                  * shift and PAGE_SHIFT, so the bit-shift is safe.
1980                  * for huge pages, since vm_pgoff is in units of small
1981                  * pages, we need to shift off the always 0 bits to get
1982                  * a useful offset.
1983                  */
1984                 BUG_ON(shift < PAGE_SHIFT);
1985                 off = vma->vm_pgoff >> (shift - PAGE_SHIFT);
1986                 off += (addr - vma->vm_start) >> shift;
1987                 return offset_il_node(pol, off);
1988         } else
1989                 return interleave_nodes(pol);
1990 }
1991
1992 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
1993 /*
1994  * huge_node(@vma, @addr, @gfp_flags, @mpol)
1995  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
1996  * @addr: address in @vma for shared policy lookup and interleave policy
1997  * @gfp_flags: for requested zone
1998  * @mpol: pointer to mempolicy pointer for reference counted mempolicy
1999  * @nodemask: pointer to nodemask pointer for 'bind' and 'prefer-many' policy
2000  *
2001  * Returns a nid suitable for a huge page allocation and a pointer
2002  * to the struct mempolicy for conditional unref after allocation.
2003  * If the effective policy is 'bind' or 'prefer-many', returns a pointer
2004  * to the mempolicy's @nodemask for filtering the zonelist.
2005  *
2006  * Must be protected by read_mems_allowed_begin()
2007  */
2008 int huge_node(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, gfp_t gfp_flags,
2009                                 struct mempolicy **mpol, nodemask_t **nodemask)
2010 {
2011         int nid;
2012         int mode;
2013
2014         *mpol = get_vma_policy(vma, addr);
2015         *nodemask = NULL;
2016         mode = (*mpol)->mode;
2017
2018         if (unlikely(mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
2019                 nid = interleave_nid(*mpol, vma, addr,
2020                                         huge_page_shift(hstate_vma(vma)));
2021         } else {
2022                 nid = policy_node(gfp_flags, *mpol, numa_node_id());
2023                 if (mode == MPOL_BIND || mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
2024                         *nodemask = &(*mpol)->nodes;
2025         }
2026         return nid;
2027 }
2028
2029 /*
2030  * init_nodemask_of_mempolicy
2031  *
2032  * If the current task's mempolicy is "default" [NULL], return 'false'
2033  * to indicate default policy.  Otherwise, extract the policy nodemask
2034  * for 'bind' or 'interleave' policy into the argument nodemask, or
2035  * initialize the argument nodemask to contain the single node for
2036  * 'preferred' or 'local' policy and return 'true' to indicate presence
2037  * of non-default mempolicy.
2038  *
2039  * We don't bother with reference counting the mempolicy [mpol_get/put]
2040  * because the current task is examining it's own mempolicy and a task's
2041  * mempolicy is only ever changed by the task itself.
2042  *
2043  * N.B., it is the caller's responsibility to free a returned nodemask.
2044  */
2045 bool init_nodemask_of_mempolicy(nodemask_t *mask)
2046 {
2047         struct mempolicy *mempolicy;
2048
2049         if (!(mask && current->mempolicy))
2050                 return false;
2051
2052         task_lock(current);
2053         mempolicy = current->mempolicy;
2054         switch (mempolicy->mode) {
2055         case MPOL_PREFERRED:
2056         case MPOL_PREFERRED_MANY:
2057         case MPOL_BIND:
2058         case MPOL_INTERLEAVE:
2059                 *mask = mempolicy->nodes;
2060                 break;
2061
2062         case MPOL_LOCAL:
2063                 init_nodemask_of_node(mask, numa_node_id());
2064                 break;
2065
2066         default:
2067                 BUG();
2068         }
2069         task_unlock(current);
2070
2071         return true;
2072 }
2073 #endif
2074
2075 /*
2076  * mempolicy_in_oom_domain
2077  *
2078  * If tsk's mempolicy is "bind", check for intersection between mask and
2079  * the policy nodemask. Otherwise, return true for all other policies
2080  * including "interleave", as a tsk with "interleave" policy may have
2081  * memory allocated from all nodes in system.
2082  *
2083  * Takes task_lock(tsk) to prevent freeing of its mempolicy.
2084  */
2085 bool mempolicy_in_oom_domain(struct task_struct *tsk,
2086                                         const nodemask_t *mask)
2087 {
2088         struct mempolicy *mempolicy;
2089         bool ret = true;
2090
2091         if (!mask)
2092                 return ret;
2093
2094         task_lock(tsk);
2095         mempolicy = tsk->mempolicy;
2096         if (mempolicy && mempolicy->mode == MPOL_BIND)
2097                 ret = nodes_intersects(mempolicy->nodes, *mask);
2098         task_unlock(tsk);
2099
2100         return ret;
2101 }
2102
2103 /* Allocate a page in interleaved policy.
2104    Own path because it needs to do special accounting. */
2105 static struct page *alloc_page_interleave(gfp_t gfp, unsigned order,
2106                                         unsigned nid)
2107 {
2108         struct page *page;
2109
2110         page = __alloc_pages(gfp, order, nid, NULL);
2111         /* skip NUMA_INTERLEAVE_HIT counter update if numa stats is disabled */
2112         if (!static_branch_likely(&vm_numa_stat_key))
2113                 return page;
2114         if (page && page_to_nid(page) == nid) {
2115                 preempt_disable();
2116                 __count_numa_event(page_zone(page), NUMA_INTERLEAVE_HIT);
2117                 preempt_enable();
2118         }
2119         return page;
2120 }
2121
2122 static struct page *alloc_pages_preferred_many(gfp_t gfp, unsigned int order,
2123                                                 int nid, struct mempolicy *pol)
2124 {
2125         struct page *page;
2126         gfp_t preferred_gfp;
2127
2128         /*
2129          * This is a two pass approach. The first pass will only try the
2130          * preferred nodes but skip the direct reclaim and allow the
2131          * allocation to fail, while the second pass will try all the
2132          * nodes in system.
2133          */
2134         preferred_gfp = gfp | __GFP_NOWARN;
2135         preferred_gfp &= ~(__GFP_DIRECT_RECLAIM | __GFP_NOFAIL);
2136         page = __alloc_pages(preferred_gfp, order, nid, &pol->nodes);
2137         if (!page)
2138                 page = __alloc_pages(gfp, order, nid, NULL);
2139
2140         return page;
2141 }
2142
2143 /**
2144  * alloc_pages_vma - Allocate a page for a VMA.
2145  * @gfp: GFP flags.
2146  * @order: Order of the GFP allocation.
2147  * @vma: Pointer to VMA or NULL if not available.
2148  * @addr: Virtual address of the allocation.  Must be inside @vma.
2149  * @hugepage: For hugepages try only the preferred node if possible.
2150  *
2151  * Allocate a page for a specific address in @vma, using the appropriate
2152  * NUMA policy.  When @vma is not NULL the caller must hold the mmap_lock
2153  * of the mm_struct of the VMA to prevent it from going away.  Should be
2154  * used for all allocations for pages that will be mapped into user space.
2155  *
2156  * Return: The page on success or NULL if allocation fails.
2157  */
2158 struct page *alloc_pages_vma(gfp_t gfp, int order, struct vm_area_struct *vma,
2159                 unsigned long addr, bool hugepage)
2160 {
2161         struct mempolicy *pol;
2162         int node = numa_node_id();
2163         struct page *page;
2164         int preferred_nid;
2165         nodemask_t *nmask;
2166
2167         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2168
2169         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
2170                 unsigned nid;
2171
2172                 nid = interleave_nid(pol, vma, addr, PAGE_SHIFT + order);
2173                 mpol_cond_put(pol);
2174                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, nid);
2175                 goto out;
2176         }
2177
2178         if (pol->mode == MPOL_PREFERRED_MANY) {
2179                 node = policy_node(gfp, pol, node);
2180                 page = alloc_pages_preferred_many(gfp, order, node, pol);
2181                 mpol_cond_put(pol);
2182                 goto out;
2183         }
2184
2185         if (unlikely(IS_ENABLED(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) && hugepage)) {
2186                 int hpage_node = node;
2187
2188                 /*
2189                  * For hugepage allocation and non-interleave policy which
2190                  * allows the current node (or other explicitly preferred
2191                  * node) we only try to allocate from the current/preferred
2192                  * node and don't fall back to other nodes, as the cost of
2193                  * remote accesses would likely offset THP benefits.
2194                  *
2195                  * If the policy is interleave or does not allow the current
2196                  * node in its nodemask, we allocate the standard way.
2197                  */
2198                 if (pol->mode == MPOL_PREFERRED)
2199                         hpage_node = first_node(pol->nodes);
2200
2201                 nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2202                 if (!nmask || node_isset(hpage_node, *nmask)) {
2203                         mpol_cond_put(pol);
2204                         /*
2205                          * First, try to allocate THP only on local node, but
2206                          * don't reclaim unnecessarily, just compact.
2207                          */
2208                         page = __alloc_pages_node(hpage_node,
2209                                 gfp | __GFP_THISNODE | __GFP_NORETRY, order);
2210
2211                         /*
2212                          * If hugepage allocations are configured to always
2213                          * synchronous compact or the vma has been madvised
2214                          * to prefer hugepage backing, retry allowing remote
2215                          * memory with both reclaim and compact as well.
2216                          */
2217                         if (!page && (gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM))
2218                                 page = __alloc_pages(gfp, order, hpage_node, nmask);
2219
2220                         goto out;
2221                 }
2222         }
2223
2224         nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2225         preferred_nid = policy_node(gfp, pol, node);
2226         page = __alloc_pages(gfp, order, preferred_nid, nmask);
2227         mpol_cond_put(pol);
2228 out:
2229         return page;
2230 }
2231 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_vma);
2232
2233 /**
2234  * alloc_pages - Allocate pages.
2235  * @gfp: GFP flags.
2236  * @order: Power of two of number of pages to allocate.
2237  *
2238  * Allocate 1 << @order contiguous pages.  The physical address of the
2239  * first page is naturally aligned (eg an order-3 allocation will be aligned
2240  * to a multiple of 8 * PAGE_SIZE bytes).  The NUMA policy of the current
2241  * process is honoured when in process context.
2242  *
2243  * Context: Can be called from any context, providing the appropriate GFP
2244  * flags are used.
2245  * Return: The page on success or NULL if allocation fails.
2246  */
2247 struct page *alloc_pages(gfp_t gfp, unsigned order)
2248 {
2249         struct mempolicy *pol = &default_policy;
2250         struct page *page;
2251
2252         if (!in_interrupt() && !(gfp & __GFP_THISNODE))
2253                 pol = get_task_policy(current);
2254
2255         /*
2256          * No reference counting needed for current->mempolicy
2257          * nor system default_policy
2258          */
2259         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
2260                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, interleave_nodes(pol));
2261         else if (pol->mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
2262                 page = alloc_pages_preferred_many(gfp, order,
2263                                   policy_node(gfp, pol, numa_node_id()), pol);
2264         else
2265                 page = __alloc_pages(gfp, order,
2266                                 policy_node(gfp, pol, numa_node_id()),
2267                                 policy_nodemask(gfp, pol));
2268
2269         return page;
2270 }
2271 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages);
2272
2273 struct folio *folio_alloc(gfp_t gfp, unsigned order)
2274 {
2275         struct page *page = alloc_pages(gfp | __GFP_COMP, order);
2276
2277         if (page && order > 1)
2278                 prep_transhuge_page(page);
2279         return (struct folio *)page;
2280 }
2281 EXPORT_SYMBOL(folio_alloc);
2282
2283 static unsigned long alloc_pages_bulk_array_interleave(gfp_t gfp,
2284                 struct mempolicy *pol, unsigned long nr_pages,
2285                 struct page **page_array)
2286 {
2287         int nodes;
2288         unsigned long nr_pages_per_node;
2289         int delta;
2290         int i;
2291         unsigned long nr_allocated;
2292         unsigned long total_allocated = 0;
2293
2294         nodes = nodes_weight(pol->nodes);
2295         nr_pages_per_node = nr_pages / nodes;
2296         delta = nr_pages - nodes * nr_pages_per_node;
2297
2298         for (i = 0; i < nodes; i++) {
2299                 if (delta) {
2300                         nr_allocated = __alloc_pages_bulk(gfp,
2301                                         interleave_nodes(pol), NULL,
2302                                         nr_pages_per_node + 1, NULL,
2303                                         page_array);
2304                         delta--;
2305                 } else {
2306                         nr_allocated = __alloc_pages_bulk(gfp,
2307                                         interleave_nodes(pol), NULL,
2308                                         nr_pages_per_node, NULL, page_array);
2309                 }
2310
2311                 page_array += nr_allocated;
2312                 total_allocated += nr_allocated;
2313         }
2314
2315         return total_allocated;
2316 }
2317
2318 static unsigned long alloc_pages_bulk_array_preferred_many(gfp_t gfp, int nid,
2319                 struct mempolicy *pol, unsigned long nr_pages,
2320                 struct page **page_array)
2321 {
2322         gfp_t preferred_gfp;
2323         unsigned long nr_allocated = 0;
2324
2325         preferred_gfp = gfp | __GFP_NOWARN;
2326         preferred_gfp &= ~(__GFP_DIRECT_RECLAIM | __GFP_NOFAIL);
2327
2328         nr_allocated  = __alloc_pages_bulk(preferred_gfp, nid, &pol->nodes,
2329                                            nr_pages, NULL, page_array);
2330
2331         if (nr_allocated < nr_pages)
2332                 nr_allocated += __alloc_pages_bulk(gfp, numa_node_id(), NULL,
2333                                 nr_pages - nr_allocated, NULL,
2334                                 page_array + nr_allocated);
2335         return nr_allocated;
2336 }
2337
2338 /* alloc pages bulk and mempolicy should be considered at the
2339  * same time in some situation such as vmalloc.
2340  *
2341  * It can accelerate memory allocation especially interleaving
2342  * allocate memory.
2343  */
2344 unsigned long alloc_pages_bulk_array_mempolicy(gfp_t gfp,
2345                 unsigned long nr_pages, struct page **page_array)
2346 {
2347         struct mempolicy *pol = &default_policy;
2348
2349         if (!in_interrupt() && !(gfp & __GFP_THISNODE))
2350                 pol = get_task_policy(current);
2351
2352         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
2353                 return alloc_pages_bulk_array_interleave(gfp, pol,
2354                                                          nr_pages, page_array);
2355
2356         if (pol->mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
2357                 return alloc_pages_bulk_array_preferred_many(gfp,
2358                                 numa_node_id(), pol, nr_pages, page_array);
2359
2360         return __alloc_pages_bulk(gfp, policy_node(gfp, pol, numa_node_id()),
2361                                   policy_nodemask(gfp, pol), nr_pages, NULL,
2362                                   page_array);
2363 }
2364
2365 int vma_dup_policy(struct vm_area_struct *src, struct vm_area_struct *dst)
2366 {
2367         struct mempolicy *pol = mpol_dup(vma_policy(src));
2368
2369         if (IS_ERR(pol))
2370                 return PTR_ERR(pol);
2371         dst->vm_policy = pol;
2372         return 0;
2373 }
2374
2375 /*
2376  * If mpol_dup() sees current->cpuset == cpuset_being_rebound, then it
2377  * rebinds the mempolicy its copying by calling mpol_rebind_policy()
2378  * with the mems_allowed returned by cpuset_mems_allowed().  This
2379  * keeps mempolicies cpuset relative after its cpuset moves.  See
2380  * further kernel/cpuset.c update_nodemask().
2381  *
2382  * current's mempolicy may be rebinded by the other task(the task that changes
2383  * cpuset's mems), so we needn't do rebind work for current task.
2384  */
2385
2386 /* Slow path of a mempolicy duplicate */
2387 struct mempolicy *__mpol_dup(struct mempolicy *old)
2388 {
2389         struct mempolicy *new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2390
2391         if (!new)
2392                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2393
2394         /* task's mempolicy is protected by alloc_lock */
2395         if (old == current->mempolicy) {
2396                 task_lock(current);
2397                 *new = *old;
2398                 task_unlock(current);
2399         } else
2400                 *new = *old;
2401
2402         if (current_cpuset_is_being_rebound()) {
2403                 nodemask_t mems = cpuset_mems_allowed(current);
2404                 mpol_rebind_policy(new, &mems);
2405         }
2406         atomic_set(&new->refcnt, 1);
2407         return new;
2408 }
2409
2410 /* Slow path of a mempolicy comparison */
2411 bool __mpol_equal(struct mempolicy *a, struct mempolicy *b)
2412 {
2413         if (!a || !b)
2414                 return false;
2415         if (a->mode != b->mode)
2416                 return false;
2417         if (a->flags != b->flags)
2418                 return false;
2419         if (a->home_node != b->home_node)
2420                 return false;
2421         if (mpol_store_user_nodemask(a))
2422                 if (!nodes_equal(a->w.user_nodemask, b->w.user_nodemask))
2423                         return false;
2424
2425         switch (a->mode) {
2426         case MPOL_BIND:
2427         case MPOL_INTERLEAVE:
2428         case MPOL_PREFERRED:
2429         case MPOL_PREFERRED_MANY:
2430                 return !!nodes_equal(a->nodes, b->nodes);
2431         case MPOL_LOCAL:
2432                 return true;
2433         default:
2434                 BUG();
2435                 return false;
2436         }
2437 }
2438
2439 /*
2440  * Shared memory backing store policy support.
2441  *
2442  * Remember policies even when nobody has shared memory mapped.
2443  * The policies are kept in Red-Black tree linked from the inode.
2444  * They are protected by the sp->lock rwlock, which should be held
2445  * for any accesses to the tree.
2446  */
2447
2448 /*
2449  * lookup first element intersecting start-end.  Caller holds sp->lock for
2450  * reading or for writing
2451  */
2452 static struct sp_node *
2453 sp_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long start, unsigned long end)
2454 {
2455         struct rb_node *n = sp->root.rb_node;
2456
2457         while (n) {
2458                 struct sp_node *p = rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2459
2460                 if (start >= p->end)
2461                         n = n->rb_right;
2462                 else if (end <= p->start)
2463                         n = n->rb_left;
2464                 else
2465                         break;
2466         }
2467         if (!n)
2468                 return NULL;
2469         for (;;) {
2470                 struct sp_node *w = NULL;
2471                 struct rb_node *prev = rb_prev(n);
2472                 if (!prev)
2473                         break;
2474                 w = rb_entry(prev, struct sp_node, nd);
2475                 if (w->end <= start)
2476                         break;
2477                 n = prev;
2478         }
2479         return rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2480 }
2481
2482 /*
2483  * Insert a new shared policy into the list.  Caller holds sp->lock for
2484  * writing.
2485  */
2486 static void sp_insert(struct shared_policy *sp, struct sp_node *new)
2487 {
2488         struct rb_node **p = &sp->root.rb_node;
2489         struct rb_node *parent = NULL;
2490         struct sp_node *nd;
2491
2492         while (*p) {
2493                 parent = *p;
2494                 nd = rb_entry(parent, struct sp_node, nd);
2495                 if (new->start < nd->start)
2496                         p = &(*p)->rb_left;
2497                 else if (new->end > nd->end)
2498                         p = &(*p)->rb_right;
2499                 else
2500                         BUG();
2501         }
2502         rb_link_node(&new->nd, parent, p);
2503         rb_insert_color(&new->nd, &sp->root);
2504         pr_debug("inserting %lx-%lx: %d\n", new->start, new->end,
2505                  new->policy ? new->policy->mode : 0);
2506 }
2507
2508 /* Find shared policy intersecting idx */
2509 struct mempolicy *
2510 mpol_shared_policy_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long idx)
2511 {
2512         struct mempolicy *pol = NULL;
2513         struct sp_node *sn;
2514
2515         if (!sp->root.rb_node)
2516                 return NULL;
2517         read_lock(&sp->lock);
2518         sn = sp_lookup(sp, idx, idx+1);
2519         if (sn) {
2520                 mpol_get(sn->policy);
2521                 pol = sn->policy;
2522         }
2523         read_unlock(&sp->lock);
2524         return pol;
2525 }
2526
2527 static void sp_free(struct sp_node *n)
2528 {
2529         mpol_put(n->policy);
2530         kmem_cache_free(sn_cache, n);
2531 }
2532
2533 /**
2534  * mpol_misplaced - check whether current page node is valid in policy
2535  *
2536  * @page: page to be checked
2537  * @vma: vm area where page mapped
2538  * @addr: virtual address where page mapped
2539  *
2540  * Lookup current policy node id for vma,addr and "compare to" page's
2541  * node id.  Policy determination "mimics" alloc_page_vma().
2542  * Called from fault path where we know the vma and faulting address.
2543  *
2544  * Return: NUMA_NO_NODE if the page is in a node that is valid for this
2545  * policy, or a suitable node ID to allocate a replacement page from.
2546  */
2547 int mpol_misplaced(struct page *page, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
2548 {
2549         struct mempolicy *pol;
2550         struct zoneref *z;
2551         int curnid = page_to_nid(page);
2552         unsigned long pgoff;
2553         int thiscpu = raw_smp_processor_id();
2554         int thisnid = cpu_to_node(thiscpu);
2555         int polnid = NUMA_NO_NODE;
2556         int ret = NUMA_NO_NODE;
2557
2558         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2559         if (!(pol->flags & MPOL_F_MOF))
2560                 goto out;
2561
2562         switch (pol->mode) {
2563         case MPOL_INTERLEAVE:
2564                 pgoff = vma->vm_pgoff;
2565                 pgoff += (addr - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2566                 polnid = offset_il_node(pol, pgoff);
2567                 break;
2568
2569         case MPOL_PREFERRED:
2570                 if (node_isset(curnid, pol->nodes))
2571                         goto out;
2572                 polnid = first_node(pol->nodes);
2573                 break;
2574
2575         case MPOL_LOCAL:
2576                 polnid = numa_node_id();
2577                 break;
2578
2579         case MPOL_BIND:
2580                 /* Optimize placement among multiple nodes via NUMA balancing */
2581                 if (pol->flags & MPOL_F_MORON) {
2582                         if (node_isset(thisnid, pol->nodes))
2583                                 break;
2584                         goto out;
2585                 }
2586                 fallthrough;
2587
2588         case MPOL_PREFERRED_MANY:
2589                 /*
2590                  * use current page if in policy nodemask,
2591                  * else select nearest allowed node, if any.
2592                  * If no allowed nodes, use current [!misplaced].
2593                  */
2594                 if (node_isset(curnid, pol->nodes))
2595                         goto out;
2596                 z = first_zones_zonelist(
2597                                 node_zonelist(numa_node_id(), GFP_HIGHUSER),
2598                                 gfp_zone(GFP_HIGHUSER),
2599                                 &pol->nodes);
2600                 polnid = zone_to_nid(z->zone);
2601                 break;
2602
2603         default:
2604                 BUG();
2605         }
2606
2607         /* Migrate the page towards the node whose CPU is referencing it */
2608         if (pol->flags & MPOL_F_MORON) {
2609                 polnid = thisnid;
2610
2611                 if (!should_numa_migrate_memory(current, page, curnid, thiscpu))
2612                         goto out;
2613         }
2614
2615         if (curnid != polnid)
2616                 ret = polnid;
2617 out:
2618         mpol_cond_put(pol);
2619
2620         return ret;
2621 }
2622
2623 /*
2624  * Drop the (possibly final) reference to task->mempolicy.  It needs to be
2625  * dropped after task->mempolicy is set to NULL so that any allocation done as
2626  * part of its kmem_cache_free(), such as by KASAN, doesn't reference a freed
2627  * policy.
2628  */
2629 void mpol_put_task_policy(struct task_struct *task)
2630 {
2631         struct mempolicy *pol;
2632
2633         task_lock(task);
2634         pol = task->mempolicy;
2635         task->mempolicy = NULL;
2636         task_unlock(task);
2637         mpol_put(pol);
2638 }
2639
2640 static void sp_delete(struct shared_policy *sp, struct sp_node *n)
2641 {
2642         pr_debug("deleting %lx-l%lx\n", n->start, n->end);
2643         rb_erase(&n->nd, &sp->root);
2644         sp_free(n);
2645 }
2646
2647 static void sp_node_init(struct sp_node *node, unsigned long start,
2648                         unsigned long end, struct mempolicy *pol)
2649 {
2650         node->start = start;
2651         node->end = end;
2652         node->policy = pol;
2653 }
2654
2655 static struct sp_node *sp_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
2656                                 struct mempolicy *pol)
2657 {
2658         struct sp_node *n;
2659         struct mempolicy *newpol;
2660
2661         n = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2662         if (!n)
2663                 return NULL;
2664
2665         newpol = mpol_dup(pol);
2666         if (IS_ERR(newpol)) {
2667                 kmem_cache_free(sn_cache, n);
2668                 return NULL;
2669         }
2670         newpol->flags |= MPOL_F_SHARED;
2671         sp_node_init(n, start, end, newpol);
2672
2673         return n;
2674 }
2675
2676 /* Replace a policy range. */
2677 static int shared_policy_replace(struct shared_policy *sp, unsigned long start,
2678                                  unsigned long end, struct sp_node *new)
2679 {
2680         struct sp_node *n;
2681         struct sp_node *n_new = NULL;
2682         struct mempolicy *mpol_new = NULL;
2683         int ret = 0;
2684
2685 restart:
2686         write_lock(&sp->lock);
2687         n = sp_lookup(sp, start, end);
2688         /* Take care of old policies in the same range. */
2689         while (n && n->start < end) {
2690                 struct rb_node *next = rb_next(&n->nd);
2691                 if (n->start >= start) {
2692                         if (n->end <= end)
2693                                 sp_delete(sp, n);
2694                         else
2695                                 n->start = end;
2696                 } else {
2697                         /* Old policy spanning whole new range. */
2698                         if (n->end > end) {
2699                                 if (!n_new)
2700                                         goto alloc_new;
2701
2702                                 *mpol_new = *n->policy;
2703                                 atomic_set(&mpol_new->refcnt, 1);
2704                                 sp_node_init(n_new, end, n->end, mpol_new);
2705                                 n->end = start;
2706                                 sp_insert(sp, n_new);
2707                                 n_new = NULL;
2708                                 mpol_new = NULL;
2709                                 break;
2710                         } else
2711                                 n->end = start;
2712                 }
2713                 if (!next)
2714                         break;
2715                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2716         }
2717         if (new)
2718                 sp_insert(sp, new);
2719         write_unlock(&sp->lock);
2720         ret = 0;
2721
2722 err_out:
2723         if (mpol_new)
2724                 mpol_put(mpol_new);
2725         if (n_new)
2726                 kmem_cache_free(sn_cache, n_new);
2727
2728         return ret;
2729
2730 alloc_new:
2731         write_unlock(&sp->lock);
2732         ret = -ENOMEM;
2733         n_new = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2734         if (!n_new)
2735                 goto err_out;
2736         mpol_new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2737         if (!mpol_new)
2738                 goto err_out;
2739         atomic_set(&mpol_new->refcnt, 1);
2740         goto restart;
2741 }
2742
2743 /**
2744  * mpol_shared_policy_init - initialize shared policy for inode
2745  * @sp: pointer to inode shared policy
2746  * @mpol:  struct mempolicy to install
2747  *
2748  * Install non-NULL @mpol in inode's shared policy rb-tree.
2749  * On entry, the current task has a reference on a non-NULL @mpol.
2750  * This must be released on exit.
2751  * This is called at get_inode() calls and we can use GFP_KERNEL.
2752  */
2753 void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *sp, struct mempolicy *mpol)
2754 {
2755         int ret;
2756
2757         sp->root = RB_ROOT;             /* empty tree == default mempolicy */
2758         rwlock_init(&sp->lock);
2759
2760         if (mpol) {
2761                 struct vm_area_struct pvma;
2762                 struct mempolicy *new;
2763                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2764
2765                 if (!scratch)
2766                         goto put_mpol;
2767                 /* contextualize the tmpfs mount point mempolicy */
2768                 new = mpol_new(mpol->mode, mpol->flags, &mpol->w.user_nodemask);
2769                 if (IS_ERR(new))
2770                         goto free_scratch; /* no valid nodemask intersection */
2771
2772                 task_lock(current);
2773                 ret = mpol_set_nodemask(new, &mpol->w.user_nodemask, scratch);
2774                 task_unlock(current);
2775                 if (ret)
2776                         goto put_new;
2777
2778                 /* Create pseudo-vma that contains just the policy */
2779                 vma_init(&pvma, NULL);
2780                 pvma.vm_end = TASK_SIZE;        /* policy covers entire file */
2781                 mpol_set_shared_policy(sp, &pvma, new); /* adds ref */
2782
2783 put_new:
2784                 mpol_put(new);                  /* drop initial ref */
2785 free_scratch:
2786                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2787 put_mpol:
2788                 mpol_put(mpol); /* drop our incoming ref on sb mpol */
2789         }
2790 }
2791
2792 int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *info,
2793                         struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *npol)
2794 {
2795         int err;
2796         struct sp_node *new = NULL;
2797         unsigned long sz = vma_pages(vma);
2798
2799         pr_debug("set_shared_policy %lx sz %lu %d %d %lx\n",
2800                  vma->vm_pgoff,
2801                  sz, npol ? npol->mode : -1,
2802                  npol ? npol->flags : -1,
2803                  npol ? nodes_addr(npol->nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
2804
2805         if (npol) {
2806                 new = sp_alloc(vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, npol);
2807                 if (!new)
2808                         return -ENOMEM;
2809         }
2810         err = shared_policy_replace(info, vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff+sz, new);
2811         if (err && new)
2812                 sp_free(new);
2813         return err;
2814 }
2815
2816 /* Free a backing policy store on inode delete. */
2817 void mpol_free_shared_policy(struct shared_policy *p)
2818 {
2819         struct sp_node *n;
2820         struct rb_node *next;
2821
2822         if (!p->root.rb_node)
2823                 return;
2824         write_lock(&p->lock);
2825         next = rb_first(&p->root);
2826         while (next) {
2827                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2828                 next = rb_next(&n->nd);
2829                 sp_delete(p, n);
2830         }
2831         write_unlock(&p->lock);
2832 }
2833
2834 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2835 static int __initdata numabalancing_override;
2836
2837 static void __init check_numabalancing_enable(void)
2838 {
2839         bool numabalancing_default = false;
2840
2841         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA_BALANCING_DEFAULT_ENABLED))
2842                 numabalancing_default = true;
2843
2844         /* Parsed by setup_numabalancing. override == 1 enables, -1 disables */
2845         if (numabalancing_override)
2846                 set_numabalancing_state(numabalancing_override == 1);
2847
2848         if (num_online_nodes() > 1 && !numabalancing_override) {
2849                 pr_info("%s automatic NUMA balancing. Configure with numa_balancing= or the kernel.numa_balancing sysctl\n",
2850                         numabalancing_default ? "Enabling" : "Disabling");
2851                 set_numabalancing_state(numabalancing_default);
2852         }
2853 }
2854
2855 static int __init setup_numabalancing(char *str)
2856 {
2857         int ret = 0;
2858         if (!str)
2859                 goto out;
2860
2861         if (!strcmp(str, "enable")) {
2862                 numabalancing_override = 1;
2863                 ret = 1;
2864         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2865                 numabalancing_override = -1;
2866                 ret = 1;
2867         }
2868 out:
2869         if (!ret)
2870                 pr_warn("Unable to parse numa_balancing=\n");
2871
2872         return ret;
2873 }
2874 __setup("numa_balancing=", setup_numabalancing);
2875 #else
2876 static inline void __init check_numabalancing_enable(void)
2877 {
2878 }
2879 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2880
2881 /* assumes fs == KERNEL_DS */
2882 void __init numa_policy_init(void)
2883 {
2884         nodemask_t interleave_nodes;
2885         unsigned long largest = 0;
2886         int nid, prefer = 0;
2887
2888         policy_cache = kmem_cache_create("numa_policy",
2889                                          sizeof(struct mempolicy),
2890                                          0, SLAB_PANIC, NULL);
2891
2892         sn_cache = kmem_cache_create("shared_policy_node",
2893                                      sizeof(struct sp_node),
2894                                      0, SLAB_PANIC, NULL);
2895
2896         for_each_node(nid) {
2897                 preferred_node_policy[nid] = (struct mempolicy) {
2898                         .refcnt = ATOMIC_INIT(1),
2899                         .mode = MPOL_PREFERRED,
2900                         .flags = MPOL_F_MOF | MPOL_F_MORON,
2901                         .nodes = nodemask_of_node(nid),
2902                 };
2903         }
2904
2905         /*
2906          * Set interleaving policy for system init. Interleaving is only
2907          * enabled across suitably sized nodes (default is >= 16MB), or
2908          * fall back to the largest node if they're all smaller.
2909          */
2910         nodes_clear(interleave_nodes);
2911         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
2912                 unsigned long total_pages = node_present_pages(nid);
2913
2914                 /* Preserve the largest node */
2915                 if (largest < total_pages) {
2916                         largest = total_pages;
2917                         prefer = nid;
2918                 }
2919
2920                 /* Interleave this node? */
2921                 if ((total_pages << PAGE_SHIFT) >= (16 << 20))
2922                         node_set(nid, interleave_nodes);
2923         }
2924
2925         /* All too small, use the largest */
2926         if (unlikely(nodes_empty(interleave_nodes)))
2927                 node_set(prefer, interleave_nodes);
2928
2929         if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, 0, &interleave_nodes))
2930                 pr_err("%s: interleaving failed\n", __func__);
2931
2932         check_numabalancing_enable();
2933 }
2934
2935 /* Reset policy of current process to default */
2936 void numa_default_policy(void)
2937 {
2938         do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, 0, NULL);
2939 }
2940
2941 /*
2942  * Parse and format mempolicy from/to strings
2943  */
2944
2945 static const char * const policy_modes[] =
2946 {
2947         [MPOL_DEFAULT]    = "default",
2948         [MPOL_PREFERRED]  = "prefer",
2949         [MPOL_BIND]       = "bind",
2950         [MPOL_INTERLEAVE] = "interleave",
2951         [MPOL_LOCAL]      = "local",
2952         [MPOL_PREFERRED_MANY]  = "prefer (many)",
2953 };
2954
2955
2956 #ifdef CONFIG_TMPFS
2957 /**
2958  * mpol_parse_str - parse string to mempolicy, for tmpfs mpol mount option.
2959  * @str:  string containing mempolicy to parse
2960  * @mpol:  pointer to struct mempolicy pointer, returned on success.
2961  *
2962  * Format of input:
2963  *      <mode>[=<flags>][:<nodelist>]
2964  *
2965  * Return: %0 on success, else %1
2966  */
2967 int mpol_parse_str(char *str, struct mempolicy **mpol)
2968 {
2969         struct mempolicy *new = NULL;
2970         unsigned short mode_flags;
2971         nodemask_t nodes;
2972         char *nodelist = strchr(str, ':');
2973         char *flags = strchr(str, '=');
2974         int err = 1, mode;
2975
2976         if (flags)
2977                 *flags++ = '\0';        /* terminate mode string */
2978
2979         if (nodelist) {
2980                 /* NUL-terminate mode or flags string */
2981                 *nodelist++ = '\0';
2982                 if (nodelist_parse(nodelist, nodes))
2983                         goto out;
2984                 if (!nodes_subset(nodes, node_states[N_MEMORY]))
2985                         goto out;
2986         } else
2987                 nodes_clear(nodes);
2988
2989         mode = match_string(policy_modes, MPOL_MAX, str);
2990         if (mode < 0)
2991                 goto out;
2992
2993         switch (mode) {
2994         case MPOL_PREFERRED:
2995                 /*
2996                  * Insist on a nodelist of one node only, although later
2997                  * we use first_node(nodes) to grab a single node, so here
2998                  * nodelist (or nodes) cannot be empty.
2999                  */
3000                 if (nodelist) {
3001                         char *rest = nodelist;
3002                         while (isdigit(*rest))
3003                                 rest++;
3004                         if (*rest)
3005                                 goto out;
3006                         if (nodes_empty(nodes))
3007                                 goto out;
3008                 }
3009                 break;
3010         case MPOL_INTERLEAVE:
3011                 /*
3012                  * Default to online nodes with memory if no nodelist
3013                  */
3014                 if (!nodelist)
3015                         nodes = node_states[N_MEMORY];
3016                 break;
3017         case MPOL_LOCAL:
3018                 /*
3019                  * Don't allow a nodelist;  mpol_new() checks flags
3020                  */
3021                 if (nodelist)
3022                         goto out;
3023                 break;
3024         case MPOL_DEFAULT:
3025                 /*
3026                  * Insist on a empty nodelist
3027                  */
3028                 if (!nodelist)
3029                         err = 0;
3030                 goto out;
3031         case MPOL_PREFERRED_MANY:
3032         case MPOL_BIND:
3033                 /*
3034                  * Insist on a nodelist
3035                  */
3036                 if (!nodelist)
3037                         goto out;
3038         }
3039
3040         mode_flags = 0;
3041         if (flags) {
3042                 /*
3043                  * Currently, we only support two mutually exclusive
3044                  * mode flags.
3045                  */
3046                 if (!strcmp(flags, "static"))
3047                         mode_flags |= MPOL_F_STATIC_NODES;
3048                 else if (!strcmp(flags, "relative"))
3049                         mode_flags |= MPOL_F_RELATIVE_NODES;
3050                 else
3051                         goto out;
3052         }
3053
3054         new = mpol_new(mode, mode_flags, &nodes);
3055         if (IS_ERR(new))
3056                 goto out;
3057
3058         /*
3059          * Save nodes for mpol_to_str() to show the tmpfs mount options
3060          * for /proc/mounts, /proc/pid/mounts and /proc/pid/mountinfo.
3061          */
3062         if (mode != MPOL_PREFERRED) {
3063                 new->nodes = nodes;
3064         } else if (nodelist) {
3065                 nodes_clear(new->nodes);
3066                 node_set(first_node(nodes), new->nodes);
3067         } else {
3068                 new->mode = MPOL_LOCAL;
3069         }
3070
3071         /*
3072          * Save nodes for contextualization: this will be used to "clone"
3073          * the mempolicy in a specific context [cpuset] at a later time.
3074          */
3075         new->w.user_nodemask = nodes;
3076
3077         err = 0;
3078
3079 out:
3080         /* Restore string for error message */
3081         if (nodelist)
3082                 *--nodelist = ':';
3083         if (flags)
3084                 *--flags = '=';
3085         if (!err)
3086                 *mpol = new;
3087         return err;
3088 }
3089 #endif /* CONFIG_TMPFS */
3090
3091 /**
3092  * mpol_to_str - format a mempolicy structure for printing
3093  * @buffer:  to contain formatted mempolicy string
3094  * @maxlen:  length of @buffer
3095  * @pol:  pointer to mempolicy to be formatted
3096  *
3097  * Convert @pol into a string.  If @buffer is too short, truncate the string.
3098  * Recommend a @maxlen of at least 32 for the longest mode, "interleave", the
3099  * longest flag, "relative", and to display at least a few node ids.
3100  */
3101 void mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol)
3102 {
3103         char *p = buffer;
3104         nodemask_t nodes = NODE_MASK_NONE;
3105         unsigned short mode = MPOL_DEFAULT;
3106         unsigned short flags = 0;
3107
3108         if (pol && pol != &default_policy && !(pol->flags & MPOL_F_MORON)) {
3109                 mode = pol->mode;
3110                 flags = pol->flags;
3111         }
3112
3113         switch (mode) {
3114         case MPOL_DEFAULT:
3115         case MPOL_LOCAL:
3116                 break;
3117         case MPOL_PREFERRED:
3118         case MPOL_PREFERRED_MANY:
3119         case MPOL_BIND:
3120         case MPOL_INTERLEAVE:
3121                 nodes = pol->nodes;
3122                 break;
3123         default:
3124                 WARN_ON_ONCE(1);
3125                 snprintf(p, maxlen, "unknown");
3126                 return;
3127         }
3128
3129         p += snprintf(p, maxlen, "%s", policy_modes[mode]);
3130
3131         if (flags & MPOL_MODE_FLAGS) {
3132                 p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "=");
3133
3134                 /*
3135                  * Currently, the only defined flags are mutually exclusive
3136                  */
3137                 if (flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
3138                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "static");
3139                 else if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
3140                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "relative");
3141         }
3142
3143         if (!nodes_empty(nodes))
3144                 p += scnprintf(p, buffer + maxlen - p, ":%*pbl",
3145                                nodemask_pr_args(&nodes));
3146 }