GNU Linux-libre 5.4.200-gnu1
[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  * default        Allocate on the local node first, or when on a VMA
35  *                use the process policy. This is what Linux always did
36  *                in a NUMA aware kernel and still does by, ahem, default.
37  *
38  * The process policy is applied for most non interrupt memory allocations
39  * in that process' context. Interrupts ignore the policies and always
40  * try to allocate on the local CPU. The VMA policy is only applied for memory
41  * allocations for a VMA in the VM.
42  *
43  * Currently there are a few corner cases in swapping where the policy
44  * is not applied, but the majority should be handled. When process policy
45  * is used it is not remembered over swap outs/swap ins.
46  *
47  * Only the highest zone in the zone hierarchy gets policied. Allocations
48  * requesting a lower zone just use default policy. This implies that
49  * on systems with highmem kernel lowmem allocation don't get policied.
50  * Same with GFP_DMA allocations.
51  *
52  * For shmfs/tmpfs/hugetlbfs shared memory the policy is shared between
53  * all users and remembered even when nobody has memory mapped.
54  */
55
56 /* Notebook:
57    fix mmap readahead to honour policy and enable policy for any page cache
58    object
59    statistics for bigpages
60    global policy for page cache? currently it uses process policy. Requires
61    first item above.
62    handle mremap for shared memory (currently ignored for the policy)
63    grows down?
64    make bind policy root only? It can trigger oom much faster and the
65    kernel is not always grateful with that.
66 */
67
68 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
69
70 #include <linux/mempolicy.h>
71 #include <linux/pagewalk.h>
72 #include <linux/highmem.h>
73 #include <linux/hugetlb.h>
74 #include <linux/kernel.h>
75 #include <linux/sched.h>
76 #include <linux/sched/mm.h>
77 #include <linux/sched/numa_balancing.h>
78 #include <linux/sched/task.h>
79 #include <linux/nodemask.h>
80 #include <linux/cpuset.h>
81 #include <linux/slab.h>
82 #include <linux/string.h>
83 #include <linux/export.h>
84 #include <linux/nsproxy.h>
85 #include <linux/interrupt.h>
86 #include <linux/init.h>
87 #include <linux/compat.h>
88 #include <linux/ptrace.h>
89 #include <linux/swap.h>
90 #include <linux/seq_file.h>
91 #include <linux/proc_fs.h>
92 #include <linux/migrate.h>
93 #include <linux/ksm.h>
94 #include <linux/rmap.h>
95 #include <linux/security.h>
96 #include <linux/syscalls.h>
97 #include <linux/ctype.h>
98 #include <linux/mm_inline.h>
99 #include <linux/mmu_notifier.h>
100 #include <linux/printk.h>
101 #include <linux/swapops.h>
102
103 #include <asm/tlbflush.h>
104 #include <linux/uaccess.h>
105
106 #include "internal.h"
107
108 /* Internal flags */
109 #define MPOL_MF_DISCONTIG_OK (MPOL_MF_INTERNAL << 0)    /* Skip checks for continuous vmas */
110 #define MPOL_MF_INVERT (MPOL_MF_INTERNAL << 1)          /* Invert check for nodemask */
111
112 static struct kmem_cache *policy_cache;
113 static struct kmem_cache *sn_cache;
114
115 /* Highest zone. An specific allocation for a zone below that is not
116    policied. */
117 enum zone_type policy_zone = 0;
118
119 /*
120  * run-time system-wide default policy => local allocation
121  */
122 static struct mempolicy default_policy = {
123         .refcnt = ATOMIC_INIT(1), /* never free it */
124         .mode = MPOL_PREFERRED,
125         .flags = MPOL_F_LOCAL,
126 };
127
128 static struct mempolicy preferred_node_policy[MAX_NUMNODES];
129
130 struct mempolicy *get_task_policy(struct task_struct *p)
131 {
132         struct mempolicy *pol = p->mempolicy;
133         int node;
134
135         if (pol)
136                 return pol;
137
138         node = numa_node_id();
139         if (node != NUMA_NO_NODE) {
140                 pol = &preferred_node_policy[node];
141                 /* preferred_node_policy is not initialised early in boot */
142                 if (pol->mode)
143                         return pol;
144         }
145
146         return &default_policy;
147 }
148
149 static const struct mempolicy_operations {
150         int (*create)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
151         void (*rebind)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
152 } mpol_ops[MPOL_MAX];
153
154 static inline int mpol_store_user_nodemask(const struct mempolicy *pol)
155 {
156         return pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS;
157 }
158
159 static void mpol_relative_nodemask(nodemask_t *ret, const nodemask_t *orig,
160                                    const nodemask_t *rel)
161 {
162         nodemask_t tmp;
163         nodes_fold(tmp, *orig, nodes_weight(*rel));
164         nodes_onto(*ret, tmp, *rel);
165 }
166
167 static int mpol_new_interleave(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
168 {
169         if (nodes_empty(*nodes))
170                 return -EINVAL;
171         pol->v.nodes = *nodes;
172         return 0;
173 }
174
175 static int mpol_new_preferred(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
176 {
177         if (!nodes)
178                 pol->flags |= MPOL_F_LOCAL;     /* local allocation */
179         else if (nodes_empty(*nodes))
180                 return -EINVAL;                 /*  no allowed nodes */
181         else
182                 pol->v.preferred_node = first_node(*nodes);
183         return 0;
184 }
185
186 static int mpol_new_bind(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
187 {
188         if (nodes_empty(*nodes))
189                 return -EINVAL;
190         pol->v.nodes = *nodes;
191         return 0;
192 }
193
194 /*
195  * mpol_set_nodemask is called after mpol_new() to set up the nodemask, if
196  * any, for the new policy.  mpol_new() has already validated the nodes
197  * parameter with respect to the policy mode and flags.  But, we need to
198  * handle an empty nodemask with MPOL_PREFERRED here.
199  *
200  * Must be called holding task's alloc_lock to protect task's mems_allowed
201  * and mempolicy.  May also be called holding the mmap_semaphore for write.
202  */
203 static int mpol_set_nodemask(struct mempolicy *pol,
204                      const nodemask_t *nodes, struct nodemask_scratch *nsc)
205 {
206         int ret;
207
208         /* if mode is MPOL_DEFAULT, pol is NULL. This is right. */
209         if (pol == NULL)
210                 return 0;
211         /* Check N_MEMORY */
212         nodes_and(nsc->mask1,
213                   cpuset_current_mems_allowed, node_states[N_MEMORY]);
214
215         VM_BUG_ON(!nodes);
216         if (pol->mode == MPOL_PREFERRED && nodes_empty(*nodes))
217                 nodes = NULL;   /* explicit local allocation */
218         else {
219                 if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
220                         mpol_relative_nodemask(&nsc->mask2, nodes, &nsc->mask1);
221                 else
222                         nodes_and(nsc->mask2, *nodes, nsc->mask1);
223
224                 if (mpol_store_user_nodemask(pol))
225                         pol->w.user_nodemask = *nodes;
226                 else
227                         pol->w.cpuset_mems_allowed =
228                                                 cpuset_current_mems_allowed;
229         }
230
231         if (nodes)
232                 ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, &nsc->mask2);
233         else
234                 ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, NULL);
235         return ret;
236 }
237
238 /*
239  * This function just creates a new policy, does some check and simple
240  * initialization. You must invoke mpol_set_nodemask() to set nodes.
241  */
242 static struct mempolicy *mpol_new(unsigned short mode, unsigned short flags,
243                                   nodemask_t *nodes)
244 {
245         struct mempolicy *policy;
246
247         pr_debug("setting mode %d flags %d nodes[0] %lx\n",
248                  mode, flags, nodes ? nodes_addr(*nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
249
250         if (mode == MPOL_DEFAULT) {
251                 if (nodes && !nodes_empty(*nodes))
252                         return ERR_PTR(-EINVAL);
253                 return NULL;
254         }
255         VM_BUG_ON(!nodes);
256
257         /*
258          * MPOL_PREFERRED cannot be used with MPOL_F_STATIC_NODES or
259          * MPOL_F_RELATIVE_NODES if the nodemask is empty (local allocation).
260          * All other modes require a valid pointer to a non-empty nodemask.
261          */
262         if (mode == MPOL_PREFERRED) {
263                 if (nodes_empty(*nodes)) {
264                         if (((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
265                              (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)))
266                                 return ERR_PTR(-EINVAL);
267                 }
268         } else if (mode == MPOL_LOCAL) {
269                 if (!nodes_empty(*nodes) ||
270                     (flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
271                     (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
272                         return ERR_PTR(-EINVAL);
273                 mode = MPOL_PREFERRED;
274         } else if (nodes_empty(*nodes))
275                 return ERR_PTR(-EINVAL);
276         policy = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
277         if (!policy)
278                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
279         atomic_set(&policy->refcnt, 1);
280         policy->mode = mode;
281         policy->flags = flags;
282
283         return policy;
284 }
285
286 /* Slow path of a mpol destructor. */
287 void __mpol_put(struct mempolicy *p)
288 {
289         if (!atomic_dec_and_test(&p->refcnt))
290                 return;
291         kmem_cache_free(policy_cache, p);
292 }
293
294 static void mpol_rebind_default(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
295 {
296 }
297
298 static void mpol_rebind_nodemask(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
299 {
300         nodemask_t tmp;
301
302         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
303                 nodes_and(tmp, pol->w.user_nodemask, *nodes);
304         else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
305                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
306         else {
307                 nodes_remap(tmp, pol->v.nodes,pol->w.cpuset_mems_allowed,
308                                                                 *nodes);
309                 pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
310         }
311
312         if (nodes_empty(tmp))
313                 tmp = *nodes;
314
315         pol->v.nodes = tmp;
316 }
317
318 static void mpol_rebind_preferred(struct mempolicy *pol,
319                                                 const nodemask_t *nodes)
320 {
321         nodemask_t tmp;
322
323         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES) {
324                 int node = first_node(pol->w.user_nodemask);
325
326                 if (node_isset(node, *nodes)) {
327                         pol->v.preferred_node = node;
328                         pol->flags &= ~MPOL_F_LOCAL;
329                 } else
330                         pol->flags |= MPOL_F_LOCAL;
331         } else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES) {
332                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
333                 pol->v.preferred_node = first_node(tmp);
334         } else if (!(pol->flags & MPOL_F_LOCAL)) {
335                 pol->v.preferred_node = node_remap(pol->v.preferred_node,
336                                                    pol->w.cpuset_mems_allowed,
337                                                    *nodes);
338                 pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
339         }
340 }
341
342 /*
343  * mpol_rebind_policy - Migrate a policy to a different set of nodes
344  *
345  * Per-vma policies are protected by mmap_sem. Allocations using per-task
346  * policies are protected by task->mems_allowed_seq to prevent a premature
347  * OOM/allocation failure due to parallel nodemask modification.
348  */
349 static void mpol_rebind_policy(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *newmask)
350 {
351         if (!pol)
352                 return;
353         if (!mpol_store_user_nodemask(pol) && !(pol->flags & MPOL_F_LOCAL) &&
354             nodes_equal(pol->w.cpuset_mems_allowed, *newmask))
355                 return;
356
357         mpol_ops[pol->mode].rebind(pol, newmask);
358 }
359
360 /*
361  * Wrapper for mpol_rebind_policy() that just requires task
362  * pointer, and updates task mempolicy.
363  *
364  * Called with task's alloc_lock held.
365  */
366
367 void mpol_rebind_task(struct task_struct *tsk, const nodemask_t *new)
368 {
369         mpol_rebind_policy(tsk->mempolicy, new);
370 }
371
372 /*
373  * Rebind each vma in mm to new nodemask.
374  *
375  * Call holding a reference to mm.  Takes mm->mmap_sem during call.
376  */
377
378 void mpol_rebind_mm(struct mm_struct *mm, nodemask_t *new)
379 {
380         struct vm_area_struct *vma;
381
382         down_write(&mm->mmap_sem);
383         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next)
384                 mpol_rebind_policy(vma->vm_policy, new);
385         up_write(&mm->mmap_sem);
386 }
387
388 static const struct mempolicy_operations mpol_ops[MPOL_MAX] = {
389         [MPOL_DEFAULT] = {
390                 .rebind = mpol_rebind_default,
391         },
392         [MPOL_INTERLEAVE] = {
393                 .create = mpol_new_interleave,
394                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
395         },
396         [MPOL_PREFERRED] = {
397                 .create = mpol_new_preferred,
398                 .rebind = mpol_rebind_preferred,
399         },
400         [MPOL_BIND] = {
401                 .create = mpol_new_bind,
402                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
403         },
404 };
405
406 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
407                                 unsigned long flags);
408
409 struct queue_pages {
410         struct list_head *pagelist;
411         unsigned long flags;
412         nodemask_t *nmask;
413         struct vm_area_struct *prev;
414 };
415
416 /*
417  * Check if the page's nid is in qp->nmask.
418  *
419  * If MPOL_MF_INVERT is set in qp->flags, check if the nid is
420  * in the invert of qp->nmask.
421  */
422 static inline bool queue_pages_required(struct page *page,
423                                         struct queue_pages *qp)
424 {
425         int nid = page_to_nid(page);
426         unsigned long flags = qp->flags;
427
428         return node_isset(nid, *qp->nmask) == !(flags & MPOL_MF_INVERT);
429 }
430
431 /*
432  * queue_pages_pmd() has four possible return values:
433  * 0 - pages are placed on the right node or queued successfully.
434  * 1 - there is unmovable page, and MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
435  *     specified.
436  * 2 - THP was split.
437  * -EIO - is migration entry or only MPOL_MF_STRICT was specified and an
438  *        existing page was already on a node that does not follow the
439  *        policy.
440  */
441 static int queue_pages_pmd(pmd_t *pmd, spinlock_t *ptl, unsigned long addr,
442                                 unsigned long end, struct mm_walk *walk)
443 {
444         int ret = 0;
445         struct page *page;
446         struct queue_pages *qp = walk->private;
447         unsigned long flags;
448
449         if (unlikely(is_pmd_migration_entry(*pmd))) {
450                 ret = -EIO;
451                 goto unlock;
452         }
453         page = pmd_page(*pmd);
454         if (is_huge_zero_page(page)) {
455                 spin_unlock(ptl);
456                 __split_huge_pmd(walk->vma, pmd, addr, false, NULL);
457                 ret = 2;
458                 goto out;
459         }
460         if (!queue_pages_required(page, qp))
461                 goto unlock;
462
463         flags = qp->flags;
464         /* go to thp migration */
465         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
466                 if (!vma_migratable(walk->vma) ||
467                     migrate_page_add(page, qp->pagelist, flags)) {
468                         ret = 1;
469                         goto unlock;
470                 }
471         } else
472                 ret = -EIO;
473 unlock:
474         spin_unlock(ptl);
475 out:
476         return ret;
477 }
478
479 /*
480  * Scan through pages checking if pages follow certain conditions,
481  * and move them to the pagelist if they do.
482  *
483  * queue_pages_pte_range() has three possible return values:
484  * 0 - pages are placed on the right node or queued successfully.
485  * 1 - there is unmovable page, and MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
486  *     specified.
487  * -EIO - only MPOL_MF_STRICT was specified and an existing page was already
488  *        on a node that does not follow the policy.
489  */
490 static int queue_pages_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
491                         unsigned long end, struct mm_walk *walk)
492 {
493         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
494         struct page *page;
495         struct queue_pages *qp = walk->private;
496         unsigned long flags = qp->flags;
497         int ret;
498         bool has_unmovable = false;
499         pte_t *pte, *mapped_pte;
500         spinlock_t *ptl;
501
502         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
503         if (ptl) {
504                 ret = queue_pages_pmd(pmd, ptl, addr, end, walk);
505                 if (ret != 2)
506                         return ret;
507         }
508         /* THP was split, fall through to pte walk */
509
510         if (pmd_trans_unstable(pmd))
511                 return 0;
512
513         mapped_pte = pte = pte_offset_map_lock(walk->mm, pmd, addr, &ptl);
514         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE) {
515                 if (!pte_present(*pte))
516                         continue;
517                 page = vm_normal_page(vma, addr, *pte);
518                 if (!page)
519                         continue;
520                 /*
521                  * vm_normal_page() filters out zero pages, but there might
522                  * still be PageReserved pages to skip, perhaps in a VDSO.
523                  */
524                 if (PageReserved(page))
525                         continue;
526                 if (!queue_pages_required(page, qp))
527                         continue;
528                 if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
529                         /* MPOL_MF_STRICT must be specified if we get here */
530                         if (!vma_migratable(vma)) {
531                                 has_unmovable = true;
532                                 break;
533                         }
534
535                         /*
536                          * Do not abort immediately since there may be
537                          * temporary off LRU pages in the range.  Still
538                          * need migrate other LRU pages.
539                          */
540                         if (migrate_page_add(page, qp->pagelist, flags))
541                                 has_unmovable = true;
542                 } else
543                         break;
544         }
545         pte_unmap_unlock(mapped_pte, ptl);
546         cond_resched();
547
548         if (has_unmovable)
549                 return 1;
550
551         return addr != end ? -EIO : 0;
552 }
553
554 static int queue_pages_hugetlb(pte_t *pte, unsigned long hmask,
555                                unsigned long addr, unsigned long end,
556                                struct mm_walk *walk)
557 {
558 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
559         struct queue_pages *qp = walk->private;
560         unsigned long flags = qp->flags;
561         struct page *page;
562         spinlock_t *ptl;
563         pte_t entry;
564
565         ptl = huge_pte_lock(hstate_vma(walk->vma), walk->mm, pte);
566         entry = huge_ptep_get(pte);
567         if (!pte_present(entry))
568                 goto unlock;
569         page = pte_page(entry);
570         if (!queue_pages_required(page, qp))
571                 goto unlock;
572         /* With MPOL_MF_MOVE, we migrate only unshared hugepage. */
573         if (flags & (MPOL_MF_MOVE_ALL) ||
574             (flags & MPOL_MF_MOVE && page_mapcount(page) == 1))
575                 isolate_huge_page(page, qp->pagelist);
576 unlock:
577         spin_unlock(ptl);
578 #else
579         BUG();
580 #endif
581         return 0;
582 }
583
584 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
585 /*
586  * This is used to mark a range of virtual addresses to be inaccessible.
587  * These are later cleared by a NUMA hinting fault. Depending on these
588  * faults, pages may be migrated for better NUMA placement.
589  *
590  * This is assuming that NUMA faults are handled using PROT_NONE. If
591  * an architecture makes a different choice, it will need further
592  * changes to the core.
593  */
594 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
595                         unsigned long addr, unsigned long end)
596 {
597         int nr_updated;
598
599         nr_updated = change_protection(vma, addr, end, PAGE_NONE, 0, 1);
600         if (nr_updated)
601                 count_vm_numa_events(NUMA_PTE_UPDATES, nr_updated);
602
603         return nr_updated;
604 }
605 #else
606 static unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
607                         unsigned long addr, unsigned long end)
608 {
609         return 0;
610 }
611 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
612
613 static int queue_pages_test_walk(unsigned long start, unsigned long end,
614                                 struct mm_walk *walk)
615 {
616         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
617         struct queue_pages *qp = walk->private;
618         unsigned long endvma = vma->vm_end;
619         unsigned long flags = qp->flags;
620
621         /*
622          * Need check MPOL_MF_STRICT to return -EIO if possible
623          * regardless of vma_migratable
624          */
625         if (!vma_migratable(vma) &&
626             !(flags & MPOL_MF_STRICT))
627                 return 1;
628
629         if (endvma > end)
630                 endvma = end;
631         if (vma->vm_start > start)
632                 start = vma->vm_start;
633
634         if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK)) {
635                 if (!vma->vm_next && vma->vm_end < end)
636                         return -EFAULT;
637                 if (qp->prev && qp->prev->vm_end < vma->vm_start)
638                         return -EFAULT;
639         }
640
641         qp->prev = vma;
642
643         if (flags & MPOL_MF_LAZY) {
644                 /* Similar to task_numa_work, skip inaccessible VMAs */
645                 if (!is_vm_hugetlb_page(vma) &&
646                         (vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE)) &&
647                         !(vma->vm_flags & VM_MIXEDMAP))
648                         change_prot_numa(vma, start, endvma);
649                 return 1;
650         }
651
652         /* queue pages from current vma */
653         if (flags & MPOL_MF_VALID)
654                 return 0;
655         return 1;
656 }
657
658 static const struct mm_walk_ops queue_pages_walk_ops = {
659         .hugetlb_entry          = queue_pages_hugetlb,
660         .pmd_entry              = queue_pages_pte_range,
661         .test_walk              = queue_pages_test_walk,
662 };
663
664 /*
665  * Walk through page tables and collect pages to be migrated.
666  *
667  * If pages found in a given range are on a set of nodes (determined by
668  * @nodes and @flags,) it's isolated and queued to the pagelist which is
669  * passed via @private.
670  *
671  * queue_pages_range() has three possible return values:
672  * 1 - there is unmovable page, but MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
673  *     specified.
674  * 0 - queue pages successfully or no misplaced page.
675  * errno - i.e. misplaced pages with MPOL_MF_STRICT specified (-EIO) or
676  *         memory range specified by nodemask and maxnode points outside
677  *         your accessible address space (-EFAULT)
678  */
679 static int
680 queue_pages_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start, unsigned long end,
681                 nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
682                 struct list_head *pagelist)
683 {
684         struct queue_pages qp = {
685                 .pagelist = pagelist,
686                 .flags = flags,
687                 .nmask = nodes,
688                 .prev = NULL,
689         };
690
691         return walk_page_range(mm, start, end, &queue_pages_walk_ops, &qp);
692 }
693
694 /*
695  * Apply policy to a single VMA
696  * This must be called with the mmap_sem held for writing.
697  */
698 static int vma_replace_policy(struct vm_area_struct *vma,
699                                                 struct mempolicy *pol)
700 {
701         int err;
702         struct mempolicy *old;
703         struct mempolicy *new;
704
705         pr_debug("vma %lx-%lx/%lx vm_ops %p vm_file %p set_policy %p\n",
706                  vma->vm_start, vma->vm_end, vma->vm_pgoff,
707                  vma->vm_ops, vma->vm_file,
708                  vma->vm_ops ? vma->vm_ops->set_policy : NULL);
709
710         new = mpol_dup(pol);
711         if (IS_ERR(new))
712                 return PTR_ERR(new);
713
714         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->set_policy) {
715                 err = vma->vm_ops->set_policy(vma, new);
716                 if (err)
717                         goto err_out;
718         }
719
720         old = vma->vm_policy;
721         vma->vm_policy = new; /* protected by mmap_sem */
722         mpol_put(old);
723
724         return 0;
725  err_out:
726         mpol_put(new);
727         return err;
728 }
729
730 /* Step 2: apply policy to a range and do splits. */
731 static int mbind_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
732                        unsigned long end, struct mempolicy *new_pol)
733 {
734         struct vm_area_struct *prev;
735         struct vm_area_struct *vma;
736         int err = 0;
737         pgoff_t pgoff;
738         unsigned long vmstart;
739         unsigned long vmend;
740
741         vma = find_vma(mm, start);
742         if (!vma || vma->vm_start > start)
743                 return -EFAULT;
744
745         prev = vma->vm_prev;
746         if (start > vma->vm_start)
747                 prev = vma;
748
749         for (; vma && vma->vm_start < end; prev = vma, vma = vma->vm_next) {
750                 vmstart = max(start, vma->vm_start);
751                 vmend   = min(end, vma->vm_end);
752
753                 if (mpol_equal(vma_policy(vma), new_pol))
754                         continue;
755
756                 pgoff = vma->vm_pgoff +
757                         ((vmstart - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
758                 prev = vma_merge(mm, prev, vmstart, vmend, vma->vm_flags,
759                                  vma->anon_vma, vma->vm_file, pgoff,
760                                  new_pol, vma->vm_userfaultfd_ctx);
761                 if (prev) {
762                         vma = prev;
763                         goto replace;
764                 }
765                 if (vma->vm_start != vmstart) {
766                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmstart, 1);
767                         if (err)
768                                 goto out;
769                 }
770                 if (vma->vm_end != vmend) {
771                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmend, 0);
772                         if (err)
773                                 goto out;
774                 }
775  replace:
776                 err = vma_replace_policy(vma, new_pol);
777                 if (err)
778                         goto out;
779         }
780
781  out:
782         return err;
783 }
784
785 /* Set the process memory policy */
786 static long do_set_mempolicy(unsigned short mode, unsigned short flags,
787                              nodemask_t *nodes)
788 {
789         struct mempolicy *new, *old;
790         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
791         int ret;
792
793         if (!scratch)
794                 return -ENOMEM;
795
796         new = mpol_new(mode, flags, nodes);
797         if (IS_ERR(new)) {
798                 ret = PTR_ERR(new);
799                 goto out;
800         }
801
802         task_lock(current);
803         ret = mpol_set_nodemask(new, nodes, scratch);
804         if (ret) {
805                 task_unlock(current);
806                 mpol_put(new);
807                 goto out;
808         }
809         old = current->mempolicy;
810         current->mempolicy = new;
811         if (new && new->mode == MPOL_INTERLEAVE)
812                 current->il_prev = MAX_NUMNODES-1;
813         task_unlock(current);
814         mpol_put(old);
815         ret = 0;
816 out:
817         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
818         return ret;
819 }
820
821 /*
822  * Return nodemask for policy for get_mempolicy() query
823  *
824  * Called with task's alloc_lock held
825  */
826 static void get_policy_nodemask(struct mempolicy *p, nodemask_t *nodes)
827 {
828         nodes_clear(*nodes);
829         if (p == &default_policy)
830                 return;
831
832         switch (p->mode) {
833         case MPOL_BIND:
834                 /* Fall through */
835         case MPOL_INTERLEAVE:
836                 *nodes = p->v.nodes;
837                 break;
838         case MPOL_PREFERRED:
839                 if (!(p->flags & MPOL_F_LOCAL))
840                         node_set(p->v.preferred_node, *nodes);
841                 /* else return empty node mask for local allocation */
842                 break;
843         default:
844                 BUG();
845         }
846 }
847
848 static int lookup_node(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
849 {
850         struct page *p;
851         int err;
852
853         int locked = 1;
854         err = get_user_pages_locked(addr & PAGE_MASK, 1, 0, &p, &locked);
855         if (err >= 0) {
856                 err = page_to_nid(p);
857                 put_page(p);
858         }
859         if (locked)
860                 up_read(&mm->mmap_sem);
861         return err;
862 }
863
864 /* Retrieve NUMA policy */
865 static long do_get_mempolicy(int *policy, nodemask_t *nmask,
866                              unsigned long addr, unsigned long flags)
867 {
868         int err;
869         struct mm_struct *mm = current->mm;
870         struct vm_area_struct *vma = NULL;
871         struct mempolicy *pol = current->mempolicy, *pol_refcount = NULL;
872
873         if (flags &
874                 ~(unsigned long)(MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR|MPOL_F_MEMS_ALLOWED))
875                 return -EINVAL;
876
877         if (flags & MPOL_F_MEMS_ALLOWED) {
878                 if (flags & (MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR))
879                         return -EINVAL;
880                 *policy = 0;    /* just so it's initialized */
881                 task_lock(current);
882                 *nmask  = cpuset_current_mems_allowed;
883                 task_unlock(current);
884                 return 0;
885         }
886
887         if (flags & MPOL_F_ADDR) {
888                 /*
889                  * Do NOT fall back to task policy if the
890                  * vma/shared policy at addr is NULL.  We
891                  * want to return MPOL_DEFAULT in this case.
892                  */
893                 down_read(&mm->mmap_sem);
894                 vma = find_vma_intersection(mm, addr, addr+1);
895                 if (!vma) {
896                         up_read(&mm->mmap_sem);
897                         return -EFAULT;
898                 }
899                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy)
900                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
901                 else
902                         pol = vma->vm_policy;
903         } else if (addr)
904                 return -EINVAL;
905
906         if (!pol)
907                 pol = &default_policy;  /* indicates default behavior */
908
909         if (flags & MPOL_F_NODE) {
910                 if (flags & MPOL_F_ADDR) {
911                         /*
912                          * Take a refcount on the mpol, lookup_node()
913                          * wil drop the mmap_sem, so after calling
914                          * lookup_node() only "pol" remains valid, "vma"
915                          * is stale.
916                          */
917                         pol_refcount = pol;
918                         vma = NULL;
919                         mpol_get(pol);
920                         err = lookup_node(mm, addr);
921                         if (err < 0)
922                                 goto out;
923                         *policy = err;
924                 } else if (pol == current->mempolicy &&
925                                 pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
926                         *policy = next_node_in(current->il_prev, pol->v.nodes);
927                 } else {
928                         err = -EINVAL;
929                         goto out;
930                 }
931         } else {
932                 *policy = pol == &default_policy ? MPOL_DEFAULT :
933                                                 pol->mode;
934                 /*
935                  * Internal mempolicy flags must be masked off before exposing
936                  * the policy to userspace.
937                  */
938                 *policy |= (pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS);
939         }
940
941         err = 0;
942         if (nmask) {
943                 if (mpol_store_user_nodemask(pol)) {
944                         *nmask = pol->w.user_nodemask;
945                 } else {
946                         task_lock(current);
947                         get_policy_nodemask(pol, nmask);
948                         task_unlock(current);
949                 }
950         }
951
952  out:
953         mpol_cond_put(pol);
954         if (vma)
955                 up_read(&mm->mmap_sem);
956         if (pol_refcount)
957                 mpol_put(pol_refcount);
958         return err;
959 }
960
961 #ifdef CONFIG_MIGRATION
962 /*
963  * page migration, thp tail pages can be passed.
964  */
965 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
966                                 unsigned long flags)
967 {
968         struct page *head = compound_head(page);
969         /*
970          * Avoid migrating a page that is shared with others.
971          */
972         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) || page_mapcount(head) == 1) {
973                 if (!isolate_lru_page(head)) {
974                         list_add_tail(&head->lru, pagelist);
975                         mod_node_page_state(page_pgdat(head),
976                                 NR_ISOLATED_ANON + page_is_file_cache(head),
977                                 hpage_nr_pages(head));
978                 } else if (flags & MPOL_MF_STRICT) {
979                         /*
980                          * Non-movable page may reach here.  And, there may be
981                          * temporary off LRU pages or non-LRU movable pages.
982                          * Treat them as unmovable pages since they can't be
983                          * isolated, so they can't be moved at the moment.  It
984                          * should return -EIO for this case too.
985                          */
986                         return -EIO;
987                 }
988         }
989
990         return 0;
991 }
992
993 /* page allocation callback for NUMA node migration */
994 struct page *alloc_new_node_page(struct page *page, unsigned long node)
995 {
996         if (PageHuge(page))
997                 return alloc_huge_page_node(page_hstate(compound_head(page)),
998                                         node);
999         else if (PageTransHuge(page)) {
1000                 struct page *thp;
1001
1002                 thp = alloc_pages_node(node,
1003                         (GFP_TRANSHUGE | __GFP_THISNODE),
1004                         HPAGE_PMD_ORDER);
1005                 if (!thp)
1006                         return NULL;
1007                 prep_transhuge_page(thp);
1008                 return thp;
1009         } else
1010                 return __alloc_pages_node(node, GFP_HIGHUSER_MOVABLE |
1011                                                     __GFP_THISNODE, 0);
1012 }
1013
1014 /*
1015  * Migrate pages from one node to a target node.
1016  * Returns error or the number of pages not migrated.
1017  */
1018 static int migrate_to_node(struct mm_struct *mm, int source, int dest,
1019                            int flags)
1020 {
1021         nodemask_t nmask;
1022         LIST_HEAD(pagelist);
1023         int err = 0;
1024
1025         nodes_clear(nmask);
1026         node_set(source, nmask);
1027
1028         /*
1029          * This does not "check" the range but isolates all pages that
1030          * need migration.  Between passing in the full user address
1031          * space range and MPOL_MF_DISCONTIG_OK, this call can not fail.
1032          */
1033         VM_BUG_ON(!(flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)));
1034         queue_pages_range(mm, mm->mmap->vm_start, mm->task_size, &nmask,
1035                         flags | MPOL_MF_DISCONTIG_OK, &pagelist);
1036
1037         if (!list_empty(&pagelist)) {
1038                 err = migrate_pages(&pagelist, alloc_new_node_page, NULL, dest,
1039                                         MIGRATE_SYNC, MR_SYSCALL);
1040                 if (err)
1041                         putback_movable_pages(&pagelist);
1042         }
1043
1044         return err;
1045 }
1046
1047 /*
1048  * Move pages between the two nodesets so as to preserve the physical
1049  * layout as much as possible.
1050  *
1051  * Returns the number of page that could not be moved.
1052  */
1053 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1054                      const nodemask_t *to, int flags)
1055 {
1056         int busy = 0;
1057         int err;
1058         nodemask_t tmp;
1059
1060         err = migrate_prep();
1061         if (err)
1062                 return err;
1063
1064         down_read(&mm->mmap_sem);
1065
1066         /*
1067          * Find a 'source' bit set in 'tmp' whose corresponding 'dest'
1068          * bit in 'to' is not also set in 'tmp'.  Clear the found 'source'
1069          * bit in 'tmp', and return that <source, dest> pair for migration.
1070          * The pair of nodemasks 'to' and 'from' define the map.
1071          *
1072          * If no pair of bits is found that way, fallback to picking some
1073          * pair of 'source' and 'dest' bits that are not the same.  If the
1074          * 'source' and 'dest' bits are the same, this represents a node
1075          * that will be migrating to itself, so no pages need move.
1076          *
1077          * If no bits are left in 'tmp', or if all remaining bits left
1078          * in 'tmp' correspond to the same bit in 'to', return false
1079          * (nothing left to migrate).
1080          *
1081          * This lets us pick a pair of nodes to migrate between, such that
1082          * if possible the dest node is not already occupied by some other
1083          * source node, minimizing the risk of overloading the memory on a
1084          * node that would happen if we migrated incoming memory to a node
1085          * before migrating outgoing memory source that same node.
1086          *
1087          * A single scan of tmp is sufficient.  As we go, we remember the
1088          * most recent <s, d> pair that moved (s != d).  If we find a pair
1089          * that not only moved, but what's better, moved to an empty slot
1090          * (d is not set in tmp), then we break out then, with that pair.
1091          * Otherwise when we finish scanning from_tmp, we at least have the
1092          * most recent <s, d> pair that moved.  If we get all the way through
1093          * the scan of tmp without finding any node that moved, much less
1094          * moved to an empty node, then there is nothing left worth migrating.
1095          */
1096
1097         tmp = *from;
1098         while (!nodes_empty(tmp)) {
1099                 int s,d;
1100                 int source = NUMA_NO_NODE;
1101                 int dest = 0;
1102
1103                 for_each_node_mask(s, tmp) {
1104
1105                         /*
1106                          * do_migrate_pages() tries to maintain the relative
1107                          * node relationship of the pages established between
1108                          * threads and memory areas.
1109                          *
1110                          * However if the number of source nodes is not equal to
1111                          * the number of destination nodes we can not preserve
1112                          * this node relative relationship.  In that case, skip
1113                          * copying memory from a node that is in the destination
1114                          * mask.
1115                          *
1116                          * Example: [2,3,4] -> [3,4,5] moves everything.
1117                          *          [0-7] - > [3,4,5] moves only 0,1,2,6,7.
1118                          */
1119
1120                         if ((nodes_weight(*from) != nodes_weight(*to)) &&
1121                                                 (node_isset(s, *to)))
1122                                 continue;
1123
1124                         d = node_remap(s, *from, *to);
1125                         if (s == d)
1126                                 continue;
1127
1128                         source = s;     /* Node moved. Memorize */
1129                         dest = d;
1130
1131                         /* dest not in remaining from nodes? */
1132                         if (!node_isset(dest, tmp))
1133                                 break;
1134                 }
1135                 if (source == NUMA_NO_NODE)
1136                         break;
1137
1138                 node_clear(source, tmp);
1139                 err = migrate_to_node(mm, source, dest, flags);
1140                 if (err > 0)
1141                         busy += err;
1142                 if (err < 0)
1143                         break;
1144         }
1145         up_read(&mm->mmap_sem);
1146         if (err < 0)
1147                 return err;
1148         return busy;
1149
1150 }
1151
1152 /*
1153  * Allocate a new page for page migration based on vma policy.
1154  * Start by assuming the page is mapped by the same vma as contains @start.
1155  * Search forward from there, if not.  N.B., this assumes that the
1156  * list of pages handed to migrate_pages()--which is how we get here--
1157  * is in virtual address order.
1158  */
1159 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start)
1160 {
1161         struct vm_area_struct *vma;
1162         unsigned long uninitialized_var(address);
1163
1164         vma = find_vma(current->mm, start);
1165         while (vma) {
1166                 address = page_address_in_vma(page, vma);
1167                 if (address != -EFAULT)
1168                         break;
1169                 vma = vma->vm_next;
1170         }
1171
1172         if (PageHuge(page)) {
1173                 return alloc_huge_page_vma(page_hstate(compound_head(page)),
1174                                 vma, address);
1175         } else if (PageTransHuge(page)) {
1176                 struct page *thp;
1177
1178                 thp = alloc_hugepage_vma(GFP_TRANSHUGE, vma, address,
1179                                          HPAGE_PMD_ORDER);
1180                 if (!thp)
1181                         return NULL;
1182                 prep_transhuge_page(thp);
1183                 return thp;
1184         }
1185         /*
1186          * if !vma, alloc_page_vma() will use task or system default policy
1187          */
1188         return alloc_page_vma(GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_RETRY_MAYFAIL,
1189                         vma, address);
1190 }
1191 #else
1192
1193 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1194                                 unsigned long flags)
1195 {
1196         return -EIO;
1197 }
1198
1199 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1200                      const nodemask_t *to, int flags)
1201 {
1202         return -ENOSYS;
1203 }
1204
1205 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start)
1206 {
1207         return NULL;
1208 }
1209 #endif
1210
1211 static long do_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1212                      unsigned short mode, unsigned short mode_flags,
1213                      nodemask_t *nmask, unsigned long flags)
1214 {
1215         struct mm_struct *mm = current->mm;
1216         struct mempolicy *new;
1217         unsigned long end;
1218         int err;
1219         int ret;
1220         LIST_HEAD(pagelist);
1221
1222         if (flags & ~(unsigned long)MPOL_MF_VALID)
1223                 return -EINVAL;
1224         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1225                 return -EPERM;
1226
1227         if (start & ~PAGE_MASK)
1228                 return -EINVAL;
1229
1230         if (mode == MPOL_DEFAULT)
1231                 flags &= ~MPOL_MF_STRICT;
1232
1233         len = (len + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
1234         end = start + len;
1235
1236         if (end < start)
1237                 return -EINVAL;
1238         if (end == start)
1239                 return 0;
1240
1241         new = mpol_new(mode, mode_flags, nmask);
1242         if (IS_ERR(new))
1243                 return PTR_ERR(new);
1244
1245         if (flags & MPOL_MF_LAZY)
1246                 new->flags |= MPOL_F_MOF;
1247
1248         /*
1249          * If we are using the default policy then operation
1250          * on discontinuous address spaces is okay after all
1251          */
1252         if (!new)
1253                 flags |= MPOL_MF_DISCONTIG_OK;
1254
1255         pr_debug("mbind %lx-%lx mode:%d flags:%d nodes:%lx\n",
1256                  start, start + len, mode, mode_flags,
1257                  nmask ? nodes_addr(*nmask)[0] : NUMA_NO_NODE);
1258
1259         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
1260
1261                 err = migrate_prep();
1262                 if (err)
1263                         goto mpol_out;
1264         }
1265         {
1266                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1267                 if (scratch) {
1268                         down_write(&mm->mmap_sem);
1269                         task_lock(current);
1270                         err = mpol_set_nodemask(new, nmask, scratch);
1271                         task_unlock(current);
1272                         if (err)
1273                                 up_write(&mm->mmap_sem);
1274                 } else
1275                         err = -ENOMEM;
1276                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1277         }
1278         if (err)
1279                 goto mpol_out;
1280
1281         ret = queue_pages_range(mm, start, end, nmask,
1282                           flags | MPOL_MF_INVERT, &pagelist);
1283
1284         if (ret < 0) {
1285                 err = ret;
1286                 goto up_out;
1287         }
1288
1289         err = mbind_range(mm, start, end, new);
1290
1291         if (!err) {
1292                 int nr_failed = 0;
1293
1294                 if (!list_empty(&pagelist)) {
1295                         WARN_ON_ONCE(flags & MPOL_MF_LAZY);
1296                         nr_failed = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL,
1297                                 start, MIGRATE_SYNC, MR_MEMPOLICY_MBIND);
1298                         if (nr_failed)
1299                                 putback_movable_pages(&pagelist);
1300                 }
1301
1302                 if ((ret > 0) || (nr_failed && (flags & MPOL_MF_STRICT)))
1303                         err = -EIO;
1304         } else {
1305 up_out:
1306                 if (!list_empty(&pagelist))
1307                         putback_movable_pages(&pagelist);
1308         }
1309
1310         up_write(&mm->mmap_sem);
1311 mpol_out:
1312         mpol_put(new);
1313         return err;
1314 }
1315
1316 /*
1317  * User space interface with variable sized bitmaps for nodelists.
1318  */
1319
1320 /* Copy a node mask from user space. */
1321 static int get_nodes(nodemask_t *nodes, const unsigned long __user *nmask,
1322                      unsigned long maxnode)
1323 {
1324         unsigned long k;
1325         unsigned long t;
1326         unsigned long nlongs;
1327         unsigned long endmask;
1328
1329         --maxnode;
1330         nodes_clear(*nodes);
1331         if (maxnode == 0 || !nmask)
1332                 return 0;
1333         if (maxnode > PAGE_SIZE*BITS_PER_BYTE)
1334                 return -EINVAL;
1335
1336         nlongs = BITS_TO_LONGS(maxnode);
1337         if ((maxnode % BITS_PER_LONG) == 0)
1338                 endmask = ~0UL;
1339         else
1340                 endmask = (1UL << (maxnode % BITS_PER_LONG)) - 1;
1341
1342         /*
1343          * When the user specified more nodes than supported just check
1344          * if the non supported part is all zero.
1345          *
1346          * If maxnode have more longs than MAX_NUMNODES, check
1347          * the bits in that area first. And then go through to
1348          * check the rest bits which equal or bigger than MAX_NUMNODES.
1349          * Otherwise, just check bits [MAX_NUMNODES, maxnode).
1350          */
1351         if (nlongs > BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES)) {
1352                 for (k = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES); k < nlongs; k++) {
1353                         if (get_user(t, nmask + k))
1354                                 return -EFAULT;
1355                         if (k == nlongs - 1) {
1356                                 if (t & endmask)
1357                                         return -EINVAL;
1358                         } else if (t)
1359                                 return -EINVAL;
1360                 }
1361                 nlongs = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES);
1362                 endmask = ~0UL;
1363         }
1364
1365         if (maxnode > MAX_NUMNODES && MAX_NUMNODES % BITS_PER_LONG != 0) {
1366                 unsigned long valid_mask = endmask;
1367
1368                 valid_mask &= ~((1UL << (MAX_NUMNODES % BITS_PER_LONG)) - 1);
1369                 if (get_user(t, nmask + nlongs - 1))
1370                         return -EFAULT;
1371                 if (t & valid_mask)
1372                         return -EINVAL;
1373         }
1374
1375         if (copy_from_user(nodes_addr(*nodes), nmask, nlongs*sizeof(unsigned long)))
1376                 return -EFAULT;
1377         nodes_addr(*nodes)[nlongs-1] &= endmask;
1378         return 0;
1379 }
1380
1381 /* Copy a kernel node mask to user space */
1382 static int copy_nodes_to_user(unsigned long __user *mask, unsigned long maxnode,
1383                               nodemask_t *nodes)
1384 {
1385         unsigned long copy = ALIGN(maxnode-1, 64) / 8;
1386         unsigned int nbytes = BITS_TO_LONGS(nr_node_ids) * sizeof(long);
1387
1388         if (copy > nbytes) {
1389                 if (copy > PAGE_SIZE)
1390                         return -EINVAL;
1391                 if (clear_user((char __user *)mask + nbytes, copy - nbytes))
1392                         return -EFAULT;
1393                 copy = nbytes;
1394         }
1395         return copy_to_user(mask, nodes_addr(*nodes), copy) ? -EFAULT : 0;
1396 }
1397
1398 static long kernel_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1399                          unsigned long mode, const unsigned long __user *nmask,
1400                          unsigned long maxnode, unsigned int flags)
1401 {
1402         nodemask_t nodes;
1403         int err;
1404         unsigned short mode_flags;
1405
1406         start = untagged_addr(start);
1407         mode_flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1408         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1409         if (mode >= MPOL_MAX)
1410                 return -EINVAL;
1411         if ((mode_flags & MPOL_F_STATIC_NODES) &&
1412             (mode_flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1413                 return -EINVAL;
1414         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1415         if (err)
1416                 return err;
1417         return do_mbind(start, len, mode, mode_flags, &nodes, flags);
1418 }
1419
1420 SYSCALL_DEFINE6(mbind, unsigned long, start, unsigned long, len,
1421                 unsigned long, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1422                 unsigned long, maxnode, unsigned int, flags)
1423 {
1424         return kernel_mbind(start, len, mode, nmask, maxnode, flags);
1425 }
1426
1427 /* Set the process memory policy */
1428 static long kernel_set_mempolicy(int mode, const unsigned long __user *nmask,
1429                                  unsigned long maxnode)
1430 {
1431         int err;
1432         nodemask_t nodes;
1433         unsigned short flags;
1434
1435         flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1436         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1437         if ((unsigned int)mode >= MPOL_MAX)
1438                 return -EINVAL;
1439         if ((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) && (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1440                 return -EINVAL;
1441         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1442         if (err)
1443                 return err;
1444         return do_set_mempolicy(mode, flags, &nodes);
1445 }
1446
1447 SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1448                 unsigned long, maxnode)
1449 {
1450         return kernel_set_mempolicy(mode, nmask, maxnode);
1451 }
1452
1453 static int kernel_migrate_pages(pid_t pid, unsigned long maxnode,
1454                                 const unsigned long __user *old_nodes,
1455                                 const unsigned long __user *new_nodes)
1456 {
1457         struct mm_struct *mm = NULL;
1458         struct task_struct *task;
1459         nodemask_t task_nodes;
1460         int err;
1461         nodemask_t *old;
1462         nodemask_t *new;
1463         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1464
1465         if (!scratch)
1466                 return -ENOMEM;
1467
1468         old = &scratch->mask1;
1469         new = &scratch->mask2;
1470
1471         err = get_nodes(old, old_nodes, maxnode);
1472         if (err)
1473                 goto out;
1474
1475         err = get_nodes(new, new_nodes, maxnode);
1476         if (err)
1477                 goto out;
1478
1479         /* Find the mm_struct */
1480         rcu_read_lock();
1481         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1482         if (!task) {
1483                 rcu_read_unlock();
1484                 err = -ESRCH;
1485                 goto out;
1486         }
1487         get_task_struct(task);
1488
1489         err = -EINVAL;
1490
1491         /*
1492          * Check if this process has the right to modify the specified process.
1493          * Use the regular "ptrace_may_access()" checks.
1494          */
1495         if (!ptrace_may_access(task, PTRACE_MODE_READ_REALCREDS)) {
1496                 rcu_read_unlock();
1497                 err = -EPERM;
1498                 goto out_put;
1499         }
1500         rcu_read_unlock();
1501
1502         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1503         /* Is the user allowed to access the target nodes? */
1504         if (!nodes_subset(*new, task_nodes) && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1505                 err = -EPERM;
1506                 goto out_put;
1507         }
1508
1509         task_nodes = cpuset_mems_allowed(current);
1510         nodes_and(*new, *new, task_nodes);
1511         if (nodes_empty(*new))
1512                 goto out_put;
1513
1514         err = security_task_movememory(task);
1515         if (err)
1516                 goto out_put;
1517
1518         mm = get_task_mm(task);
1519         put_task_struct(task);
1520
1521         if (!mm) {
1522                 err = -EINVAL;
1523                 goto out;
1524         }
1525
1526         err = do_migrate_pages(mm, old, new,
1527                 capable(CAP_SYS_NICE) ? MPOL_MF_MOVE_ALL : MPOL_MF_MOVE);
1528
1529         mmput(mm);
1530 out:
1531         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1532
1533         return err;
1534
1535 out_put:
1536         put_task_struct(task);
1537         goto out;
1538
1539 }
1540
1541 SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, pid_t, pid, unsigned long, maxnode,
1542                 const unsigned long __user *, old_nodes,
1543                 const unsigned long __user *, new_nodes)
1544 {
1545         return kernel_migrate_pages(pid, maxnode, old_nodes, new_nodes);
1546 }
1547
1548
1549 /* Retrieve NUMA policy */
1550 static int kernel_get_mempolicy(int __user *policy,
1551                                 unsigned long __user *nmask,
1552                                 unsigned long maxnode,
1553                                 unsigned long addr,
1554                                 unsigned long flags)
1555 {
1556         int err;
1557         int uninitialized_var(pval);
1558         nodemask_t nodes;
1559
1560         addr = untagged_addr(addr);
1561
1562         if (nmask != NULL && maxnode < nr_node_ids)
1563                 return -EINVAL;
1564
1565         err = do_get_mempolicy(&pval, &nodes, addr, flags);
1566
1567         if (err)
1568                 return err;
1569
1570         if (policy && put_user(pval, policy))
1571                 return -EFAULT;
1572
1573         if (nmask)
1574                 err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, &nodes);
1575
1576         return err;
1577 }
1578
1579 SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1580                 unsigned long __user *, nmask, unsigned long, maxnode,
1581                 unsigned long, addr, unsigned long, flags)
1582 {
1583         return kernel_get_mempolicy(policy, nmask, maxnode, addr, flags);
1584 }
1585
1586 #ifdef CONFIG_COMPAT
1587
1588 COMPAT_SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1589                        compat_ulong_t __user *, nmask,
1590                        compat_ulong_t, maxnode,
1591                        compat_ulong_t, addr, compat_ulong_t, flags)
1592 {
1593         long err;
1594         unsigned long __user *nm = NULL;
1595         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1596         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1597
1598         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, nr_node_ids);
1599         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1600
1601         if (nmask)
1602                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1603
1604         err = kernel_get_mempolicy(policy, nm, nr_bits+1, addr, flags);
1605
1606         if (!err && nmask) {
1607                 unsigned long copy_size;
1608                 copy_size = min_t(unsigned long, sizeof(bm), alloc_size);
1609                 err = copy_from_user(bm, nm, copy_size);
1610                 /* ensure entire bitmap is zeroed */
1611                 err |= clear_user(nmask, ALIGN(maxnode-1, 8) / 8);
1612                 err |= compat_put_bitmap(nmask, bm, nr_bits);
1613         }
1614
1615         return err;
1616 }
1617
1618 COMPAT_SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, compat_ulong_t __user *, nmask,
1619                        compat_ulong_t, maxnode)
1620 {
1621         unsigned long __user *nm = NULL;
1622         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1623         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1624
1625         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1626         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1627
1628         if (nmask) {
1629                 if (compat_get_bitmap(bm, nmask, nr_bits))
1630                         return -EFAULT;
1631                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1632                 if (copy_to_user(nm, bm, alloc_size))
1633                         return -EFAULT;
1634         }
1635
1636         return kernel_set_mempolicy(mode, nm, nr_bits+1);
1637 }
1638
1639 COMPAT_SYSCALL_DEFINE6(mbind, compat_ulong_t, start, compat_ulong_t, len,
1640                        compat_ulong_t, mode, compat_ulong_t __user *, nmask,
1641                        compat_ulong_t, maxnode, compat_ulong_t, flags)
1642 {
1643         unsigned long __user *nm = NULL;
1644         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1645         nodemask_t bm;
1646
1647         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1648         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1649
1650         if (nmask) {
1651                 if (compat_get_bitmap(nodes_addr(bm), nmask, nr_bits))
1652                         return -EFAULT;
1653                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1654                 if (copy_to_user(nm, nodes_addr(bm), alloc_size))
1655                         return -EFAULT;
1656         }
1657
1658         return kernel_mbind(start, len, mode, nm, nr_bits+1, flags);
1659 }
1660
1661 COMPAT_SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, compat_pid_t, pid,
1662                        compat_ulong_t, maxnode,
1663                        const compat_ulong_t __user *, old_nodes,
1664                        const compat_ulong_t __user *, new_nodes)
1665 {
1666         unsigned long __user *old = NULL;
1667         unsigned long __user *new = NULL;
1668         nodemask_t tmp_mask;
1669         unsigned long nr_bits;
1670         unsigned long size;
1671
1672         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode - 1, MAX_NUMNODES);
1673         size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1674         if (old_nodes) {
1675                 if (compat_get_bitmap(nodes_addr(tmp_mask), old_nodes, nr_bits))
1676                         return -EFAULT;
1677                 old = compat_alloc_user_space(new_nodes ? size * 2 : size);
1678                 if (new_nodes)
1679                         new = old + size / sizeof(unsigned long);
1680                 if (copy_to_user(old, nodes_addr(tmp_mask), size))
1681                         return -EFAULT;
1682         }
1683         if (new_nodes) {
1684                 if (compat_get_bitmap(nodes_addr(tmp_mask), new_nodes, nr_bits))
1685                         return -EFAULT;
1686                 if (new == NULL)
1687                         new = compat_alloc_user_space(size);
1688                 if (copy_to_user(new, nodes_addr(tmp_mask), size))
1689                         return -EFAULT;
1690         }
1691         return kernel_migrate_pages(pid, nr_bits + 1, old, new);
1692 }
1693
1694 #endif /* CONFIG_COMPAT */
1695
1696 struct mempolicy *__get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1697                                                 unsigned long addr)
1698 {
1699         struct mempolicy *pol = NULL;
1700
1701         if (vma) {
1702                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1703                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
1704                 } else if (vma->vm_policy) {
1705                         pol = vma->vm_policy;
1706
1707                         /*
1708                          * shmem_alloc_page() passes MPOL_F_SHARED policy with
1709                          * a pseudo vma whose vma->vm_ops=NULL. Take a reference
1710                          * count on these policies which will be dropped by
1711                          * mpol_cond_put() later
1712                          */
1713                         if (mpol_needs_cond_ref(pol))
1714                                 mpol_get(pol);
1715                 }
1716         }
1717
1718         return pol;
1719 }
1720
1721 /*
1722  * get_vma_policy(@vma, @addr)
1723  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
1724  * @addr: address in @vma for shared policy lookup
1725  *
1726  * Returns effective policy for a VMA at specified address.
1727  * Falls back to current->mempolicy or system default policy, as necessary.
1728  * Shared policies [those marked as MPOL_F_SHARED] require an extra reference
1729  * count--added by the get_policy() vm_op, as appropriate--to protect against
1730  * freeing by another task.  It is the caller's responsibility to free the
1731  * extra reference for shared policies.
1732  */
1733 static struct mempolicy *get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1734                                                 unsigned long addr)
1735 {
1736         struct mempolicy *pol = __get_vma_policy(vma, addr);
1737
1738         if (!pol)
1739                 pol = get_task_policy(current);
1740
1741         return pol;
1742 }
1743
1744 bool vma_policy_mof(struct vm_area_struct *vma)
1745 {
1746         struct mempolicy *pol;
1747
1748         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1749                 bool ret = false;
1750
1751                 pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, vma->vm_start);
1752                 if (pol && (pol->flags & MPOL_F_MOF))
1753                         ret = true;
1754                 mpol_cond_put(pol);
1755
1756                 return ret;
1757         }
1758
1759         pol = vma->vm_policy;
1760         if (!pol)
1761                 pol = get_task_policy(current);
1762
1763         return pol->flags & MPOL_F_MOF;
1764 }
1765
1766 static int apply_policy_zone(struct mempolicy *policy, enum zone_type zone)
1767 {
1768         enum zone_type dynamic_policy_zone = policy_zone;
1769
1770         BUG_ON(dynamic_policy_zone == ZONE_MOVABLE);
1771
1772         /*
1773          * if policy->v.nodes has movable memory only,
1774          * we apply policy when gfp_zone(gfp) = ZONE_MOVABLE only.
1775          *
1776          * policy->v.nodes is intersect with node_states[N_MEMORY].
1777          * so if the following test faile, it implies
1778          * policy->v.nodes has movable memory only.
1779          */
1780         if (!nodes_intersects(policy->v.nodes, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
1781                 dynamic_policy_zone = ZONE_MOVABLE;
1782
1783         return zone >= dynamic_policy_zone;
1784 }
1785
1786 /*
1787  * Return a nodemask representing a mempolicy for filtering nodes for
1788  * page allocation
1789  */
1790 static nodemask_t *policy_nodemask(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1791 {
1792         /* Lower zones don't get a nodemask applied for MPOL_BIND */
1793         if (unlikely(policy->mode == MPOL_BIND) &&
1794                         apply_policy_zone(policy, gfp_zone(gfp)) &&
1795                         cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(&policy->v.nodes))
1796                 return &policy->v.nodes;
1797
1798         return NULL;
1799 }
1800
1801 /* Return the node id preferred by the given mempolicy, or the given id */
1802 static int policy_node(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy,
1803                                                                 int nd)
1804 {
1805         if (policy->mode == MPOL_PREFERRED && !(policy->flags & MPOL_F_LOCAL))
1806                 nd = policy->v.preferred_node;
1807         else {
1808                 /*
1809                  * __GFP_THISNODE shouldn't even be used with the bind policy
1810                  * because we might easily break the expectation to stay on the
1811                  * requested node and not break the policy.
1812                  */
1813                 WARN_ON_ONCE(policy->mode == MPOL_BIND && (gfp & __GFP_THISNODE));
1814         }
1815
1816         return nd;
1817 }
1818
1819 /* Do dynamic interleaving for a process */
1820 static unsigned interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
1821 {
1822         unsigned next;
1823         struct task_struct *me = current;
1824
1825         next = next_node_in(me->il_prev, policy->v.nodes);
1826         if (next < MAX_NUMNODES)
1827                 me->il_prev = next;
1828         return next;
1829 }
1830
1831 /*
1832  * Depending on the memory policy provide a node from which to allocate the
1833  * next slab entry.
1834  */
1835 unsigned int mempolicy_slab_node(void)
1836 {
1837         struct mempolicy *policy;
1838         int node = numa_mem_id();
1839
1840         if (in_interrupt())
1841                 return node;
1842
1843         policy = current->mempolicy;
1844         if (!policy || policy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1845                 return node;
1846
1847         switch (policy->mode) {
1848         case MPOL_PREFERRED:
1849                 /*
1850                  * handled MPOL_F_LOCAL above
1851                  */
1852                 return policy->v.preferred_node;
1853
1854         case MPOL_INTERLEAVE:
1855                 return interleave_nodes(policy);
1856
1857         case MPOL_BIND: {
1858                 struct zoneref *z;
1859
1860                 /*
1861                  * Follow bind policy behavior and start allocation at the
1862                  * first node.
1863                  */
1864                 struct zonelist *zonelist;
1865                 enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(GFP_KERNEL);
1866                 zonelist = &NODE_DATA(node)->node_zonelists[ZONELIST_FALLBACK];
1867                 z = first_zones_zonelist(zonelist, highest_zoneidx,
1868                                                         &policy->v.nodes);
1869                 return z->zone ? zone_to_nid(z->zone) : node;
1870         }
1871
1872         default:
1873                 BUG();
1874         }
1875 }
1876
1877 /*
1878  * Do static interleaving for a VMA with known offset @n.  Returns the n'th
1879  * node in pol->v.nodes (starting from n=0), wrapping around if n exceeds the
1880  * number of present nodes.
1881  */
1882 static unsigned offset_il_node(struct mempolicy *pol, unsigned long n)
1883 {
1884         unsigned nnodes = nodes_weight(pol->v.nodes);
1885         unsigned target;
1886         int i;
1887         int nid;
1888
1889         if (!nnodes)
1890                 return numa_node_id();
1891         target = (unsigned int)n % nnodes;
1892         nid = first_node(pol->v.nodes);
1893         for (i = 0; i < target; i++)
1894                 nid = next_node(nid, pol->v.nodes);
1895         return nid;
1896 }
1897
1898 /* Determine a node number for interleave */
1899 static inline unsigned interleave_nid(struct mempolicy *pol,
1900                  struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, int shift)
1901 {
1902         if (vma) {
1903                 unsigned long off;
1904
1905                 /*
1906                  * for small pages, there is no difference between
1907                  * shift and PAGE_SHIFT, so the bit-shift is safe.
1908                  * for huge pages, since vm_pgoff is in units of small
1909                  * pages, we need to shift off the always 0 bits to get
1910                  * a useful offset.
1911                  */
1912                 BUG_ON(shift < PAGE_SHIFT);
1913                 off = vma->vm_pgoff >> (shift - PAGE_SHIFT);
1914                 off += (addr - vma->vm_start) >> shift;
1915                 return offset_il_node(pol, off);
1916         } else
1917                 return interleave_nodes(pol);
1918 }
1919
1920 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
1921 /*
1922  * huge_node(@vma, @addr, @gfp_flags, @mpol)
1923  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
1924  * @addr: address in @vma for shared policy lookup and interleave policy
1925  * @gfp_flags: for requested zone
1926  * @mpol: pointer to mempolicy pointer for reference counted mempolicy
1927  * @nodemask: pointer to nodemask pointer for MPOL_BIND nodemask
1928  *
1929  * Returns a nid suitable for a huge page allocation and a pointer
1930  * to the struct mempolicy for conditional unref after allocation.
1931  * If the effective policy is 'BIND, returns a pointer to the mempolicy's
1932  * @nodemask for filtering the zonelist.
1933  *
1934  * Must be protected by read_mems_allowed_begin()
1935  */
1936 int huge_node(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, gfp_t gfp_flags,
1937                                 struct mempolicy **mpol, nodemask_t **nodemask)
1938 {
1939         int nid;
1940
1941         *mpol = get_vma_policy(vma, addr);
1942         *nodemask = NULL;       /* assume !MPOL_BIND */
1943
1944         if (unlikely((*mpol)->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
1945                 nid = interleave_nid(*mpol, vma, addr,
1946                                         huge_page_shift(hstate_vma(vma)));
1947         } else {
1948                 nid = policy_node(gfp_flags, *mpol, numa_node_id());
1949                 if ((*mpol)->mode == MPOL_BIND)
1950                         *nodemask = &(*mpol)->v.nodes;
1951         }
1952         return nid;
1953 }
1954
1955 /*
1956  * init_nodemask_of_mempolicy
1957  *
1958  * If the current task's mempolicy is "default" [NULL], return 'false'
1959  * to indicate default policy.  Otherwise, extract the policy nodemask
1960  * for 'bind' or 'interleave' policy into the argument nodemask, or
1961  * initialize the argument nodemask to contain the single node for
1962  * 'preferred' or 'local' policy and return 'true' to indicate presence
1963  * of non-default mempolicy.
1964  *
1965  * We don't bother with reference counting the mempolicy [mpol_get/put]
1966  * because the current task is examining it's own mempolicy and a task's
1967  * mempolicy is only ever changed by the task itself.
1968  *
1969  * N.B., it is the caller's responsibility to free a returned nodemask.
1970  */
1971 bool init_nodemask_of_mempolicy(nodemask_t *mask)
1972 {
1973         struct mempolicy *mempolicy;
1974         int nid;
1975
1976         if (!(mask && current->mempolicy))
1977                 return false;
1978
1979         task_lock(current);
1980         mempolicy = current->mempolicy;
1981         switch (mempolicy->mode) {
1982         case MPOL_PREFERRED:
1983                 if (mempolicy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1984                         nid = numa_node_id();
1985                 else
1986                         nid = mempolicy->v.preferred_node;
1987                 init_nodemask_of_node(mask, nid);
1988                 break;
1989
1990         case MPOL_BIND:
1991                 /* Fall through */
1992         case MPOL_INTERLEAVE:
1993                 *mask =  mempolicy->v.nodes;
1994                 break;
1995
1996         default:
1997                 BUG();
1998         }
1999         task_unlock(current);
2000
2001         return true;
2002 }
2003 #endif
2004
2005 /*
2006  * mempolicy_nodemask_intersects
2007  *
2008  * If tsk's mempolicy is "default" [NULL], return 'true' to indicate default
2009  * policy.  Otherwise, check for intersection between mask and the policy
2010  * nodemask for 'bind' or 'interleave' policy.  For 'perferred' or 'local'
2011  * policy, always return true since it may allocate elsewhere on fallback.
2012  *
2013  * Takes task_lock(tsk) to prevent freeing of its mempolicy.
2014  */
2015 bool mempolicy_nodemask_intersects(struct task_struct *tsk,
2016                                         const nodemask_t *mask)
2017 {
2018         struct mempolicy *mempolicy;
2019         bool ret = true;
2020
2021         if (!mask)
2022                 return ret;
2023         task_lock(tsk);
2024         mempolicy = tsk->mempolicy;
2025         if (!mempolicy)
2026                 goto out;
2027
2028         switch (mempolicy->mode) {
2029         case MPOL_PREFERRED:
2030                 /*
2031                  * MPOL_PREFERRED and MPOL_F_LOCAL are only preferred nodes to
2032                  * allocate from, they may fallback to other nodes when oom.
2033                  * Thus, it's possible for tsk to have allocated memory from
2034                  * nodes in mask.
2035                  */
2036                 break;
2037         case MPOL_BIND:
2038         case MPOL_INTERLEAVE:
2039                 ret = nodes_intersects(mempolicy->v.nodes, *mask);
2040                 break;
2041         default:
2042                 BUG();
2043         }
2044 out:
2045         task_unlock(tsk);
2046         return ret;
2047 }
2048
2049 /* Allocate a page in interleaved policy.
2050    Own path because it needs to do special accounting. */
2051 static struct page *alloc_page_interleave(gfp_t gfp, unsigned order,
2052                                         unsigned nid)
2053 {
2054         struct page *page;
2055
2056         page = __alloc_pages(gfp, order, nid);
2057         /* skip NUMA_INTERLEAVE_HIT counter update if numa stats is disabled */
2058         if (!static_branch_likely(&vm_numa_stat_key))
2059                 return page;
2060         if (page && page_to_nid(page) == nid) {
2061                 preempt_disable();
2062                 __inc_numa_state(page_zone(page), NUMA_INTERLEAVE_HIT);
2063                 preempt_enable();
2064         }
2065         return page;
2066 }
2067
2068 /**
2069  *      alloc_pages_vma - Allocate a page for a VMA.
2070  *
2071  *      @gfp:
2072  *      %GFP_USER    user allocation.
2073  *      %GFP_KERNEL  kernel allocations,
2074  *      %GFP_HIGHMEM highmem/user allocations,
2075  *      %GFP_FS      allocation should not call back into a file system.
2076  *      %GFP_ATOMIC  don't sleep.
2077  *
2078  *      @order:Order of the GFP allocation.
2079  *      @vma:  Pointer to VMA or NULL if not available.
2080  *      @addr: Virtual Address of the allocation. Must be inside the VMA.
2081  *      @node: Which node to prefer for allocation (modulo policy).
2082  *      @hugepage: for hugepages try only the preferred node if possible
2083  *
2084  *      This function allocates a page from the kernel page pool and applies
2085  *      a NUMA policy associated with the VMA or the current process.
2086  *      When VMA is not NULL caller must hold down_read on the mmap_sem of the
2087  *      mm_struct of the VMA to prevent it from going away. Should be used for
2088  *      all allocations for pages that will be mapped into user space. Returns
2089  *      NULL when no page can be allocated.
2090  */
2091 struct page *
2092 alloc_pages_vma(gfp_t gfp, int order, struct vm_area_struct *vma,
2093                 unsigned long addr, int node, bool hugepage)
2094 {
2095         struct mempolicy *pol;
2096         struct page *page;
2097         int preferred_nid;
2098         nodemask_t *nmask;
2099
2100         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2101
2102         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
2103                 unsigned nid;
2104
2105                 nid = interleave_nid(pol, vma, addr, PAGE_SHIFT + order);
2106                 mpol_cond_put(pol);
2107                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, nid);
2108                 goto out;
2109         }
2110
2111         if (unlikely(IS_ENABLED(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) && hugepage)) {
2112                 int hpage_node = node;
2113
2114                 /*
2115                  * For hugepage allocation and non-interleave policy which
2116                  * allows the current node (or other explicitly preferred
2117                  * node) we only try to allocate from the current/preferred
2118                  * node and don't fall back to other nodes, as the cost of
2119                  * remote accesses would likely offset THP benefits.
2120                  *
2121                  * If the policy is interleave, or does not allow the current
2122                  * node in its nodemask, we allocate the standard way.
2123                  */
2124                 if (pol->mode == MPOL_PREFERRED && !(pol->flags & MPOL_F_LOCAL))
2125                         hpage_node = pol->v.preferred_node;
2126
2127                 nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2128                 if (!nmask || node_isset(hpage_node, *nmask)) {
2129                         mpol_cond_put(pol);
2130                         page = __alloc_pages_node(hpage_node,
2131                                                 gfp | __GFP_THISNODE, order);
2132
2133                         /*
2134                          * If hugepage allocations are configured to always
2135                          * synchronous compact or the vma has been madvised
2136                          * to prefer hugepage backing, retry allowing remote
2137                          * memory as well.
2138                          */
2139                         if (!page && (gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM))
2140                                 page = __alloc_pages_nodemask(gfp | __GFP_NORETRY,
2141                                                         order, hpage_node,
2142                                                         nmask);
2143
2144                         goto out;
2145                 }
2146         }
2147
2148         nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2149         preferred_nid = policy_node(gfp, pol, node);
2150         page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order, preferred_nid, nmask);
2151         mpol_cond_put(pol);
2152 out:
2153         return page;
2154 }
2155 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_vma);
2156
2157 /**
2158  *      alloc_pages_current - Allocate pages.
2159  *
2160  *      @gfp:
2161  *              %GFP_USER   user allocation,
2162  *              %GFP_KERNEL kernel allocation,
2163  *              %GFP_HIGHMEM highmem allocation,
2164  *              %GFP_FS     don't call back into a file system.
2165  *              %GFP_ATOMIC don't sleep.
2166  *      @order: Power of two of allocation size in pages. 0 is a single page.
2167  *
2168  *      Allocate a page from the kernel page pool.  When not in
2169  *      interrupt context and apply the current process NUMA policy.
2170  *      Returns NULL when no page can be allocated.
2171  */
2172 struct page *alloc_pages_current(gfp_t gfp, unsigned order)
2173 {
2174         struct mempolicy *pol = &default_policy;
2175         struct page *page;
2176
2177         if (!in_interrupt() && !(gfp & __GFP_THISNODE))
2178                 pol = get_task_policy(current);
2179
2180         /*
2181          * No reference counting needed for current->mempolicy
2182          * nor system default_policy
2183          */
2184         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
2185                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, interleave_nodes(pol));
2186         else
2187                 page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order,
2188                                 policy_node(gfp, pol, numa_node_id()),
2189                                 policy_nodemask(gfp, pol));
2190
2191         return page;
2192 }
2193 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_current);
2194
2195 int vma_dup_policy(struct vm_area_struct *src, struct vm_area_struct *dst)
2196 {
2197         struct mempolicy *pol = mpol_dup(vma_policy(src));
2198
2199         if (IS_ERR(pol))
2200                 return PTR_ERR(pol);
2201         dst->vm_policy = pol;
2202         return 0;
2203 }
2204
2205 /*
2206  * If mpol_dup() sees current->cpuset == cpuset_being_rebound, then it
2207  * rebinds the mempolicy its copying by calling mpol_rebind_policy()
2208  * with the mems_allowed returned by cpuset_mems_allowed().  This
2209  * keeps mempolicies cpuset relative after its cpuset moves.  See
2210  * further kernel/cpuset.c update_nodemask().
2211  *
2212  * current's mempolicy may be rebinded by the other task(the task that changes
2213  * cpuset's mems), so we needn't do rebind work for current task.
2214  */
2215
2216 /* Slow path of a mempolicy duplicate */
2217 struct mempolicy *__mpol_dup(struct mempolicy *old)
2218 {
2219         struct mempolicy *new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2220
2221         if (!new)
2222                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2223
2224         /* task's mempolicy is protected by alloc_lock */
2225         if (old == current->mempolicy) {
2226                 task_lock(current);
2227                 *new = *old;
2228                 task_unlock(current);
2229         } else
2230                 *new = *old;
2231
2232         if (current_cpuset_is_being_rebound()) {
2233                 nodemask_t mems = cpuset_mems_allowed(current);
2234                 mpol_rebind_policy(new, &mems);
2235         }
2236         atomic_set(&new->refcnt, 1);
2237         return new;
2238 }
2239
2240 /* Slow path of a mempolicy comparison */
2241 bool __mpol_equal(struct mempolicy *a, struct mempolicy *b)
2242 {
2243         if (!a || !b)
2244                 return false;
2245         if (a->mode != b->mode)
2246                 return false;
2247         if (a->flags != b->flags)
2248                 return false;
2249         if (mpol_store_user_nodemask(a))
2250                 if (!nodes_equal(a->w.user_nodemask, b->w.user_nodemask))
2251                         return false;
2252
2253         switch (a->mode) {
2254         case MPOL_BIND:
2255                 /* Fall through */
2256         case MPOL_INTERLEAVE:
2257                 return !!nodes_equal(a->v.nodes, b->v.nodes);
2258         case MPOL_PREFERRED:
2259                 /* a's ->flags is the same as b's */
2260                 if (a->flags & MPOL_F_LOCAL)
2261                         return true;
2262                 return a->v.preferred_node == b->v.preferred_node;
2263         default:
2264                 BUG();
2265                 return false;
2266         }
2267 }
2268
2269 /*
2270  * Shared memory backing store policy support.
2271  *
2272  * Remember policies even when nobody has shared memory mapped.
2273  * The policies are kept in Red-Black tree linked from the inode.
2274  * They are protected by the sp->lock rwlock, which should be held
2275  * for any accesses to the tree.
2276  */
2277
2278 /*
2279  * lookup first element intersecting start-end.  Caller holds sp->lock for
2280  * reading or for writing
2281  */
2282 static struct sp_node *
2283 sp_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long start, unsigned long end)
2284 {
2285         struct rb_node *n = sp->root.rb_node;
2286
2287         while (n) {
2288                 struct sp_node *p = rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2289
2290                 if (start >= p->end)
2291                         n = n->rb_right;
2292                 else if (end <= p->start)
2293                         n = n->rb_left;
2294                 else
2295                         break;
2296         }
2297         if (!n)
2298                 return NULL;
2299         for (;;) {
2300                 struct sp_node *w = NULL;
2301                 struct rb_node *prev = rb_prev(n);
2302                 if (!prev)
2303                         break;
2304                 w = rb_entry(prev, struct sp_node, nd);
2305                 if (w->end <= start)
2306                         break;
2307                 n = prev;
2308         }
2309         return rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2310 }
2311
2312 /*
2313  * Insert a new shared policy into the list.  Caller holds sp->lock for
2314  * writing.
2315  */
2316 static void sp_insert(struct shared_policy *sp, struct sp_node *new)
2317 {
2318         struct rb_node **p = &sp->root.rb_node;
2319         struct rb_node *parent = NULL;
2320         struct sp_node *nd;
2321
2322         while (*p) {
2323                 parent = *p;
2324                 nd = rb_entry(parent, struct sp_node, nd);
2325                 if (new->start < nd->start)
2326                         p = &(*p)->rb_left;
2327                 else if (new->end > nd->end)
2328                         p = &(*p)->rb_right;
2329                 else
2330                         BUG();
2331         }
2332         rb_link_node(&new->nd, parent, p);
2333         rb_insert_color(&new->nd, &sp->root);
2334         pr_debug("inserting %lx-%lx: %d\n", new->start, new->end,
2335                  new->policy ? new->policy->mode : 0);
2336 }
2337
2338 /* Find shared policy intersecting idx */
2339 struct mempolicy *
2340 mpol_shared_policy_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long idx)
2341 {
2342         struct mempolicy *pol = NULL;
2343         struct sp_node *sn;
2344
2345         if (!sp->root.rb_node)
2346                 return NULL;
2347         read_lock(&sp->lock);
2348         sn = sp_lookup(sp, idx, idx+1);
2349         if (sn) {
2350                 mpol_get(sn->policy);
2351                 pol = sn->policy;
2352         }
2353         read_unlock(&sp->lock);
2354         return pol;
2355 }
2356
2357 static void sp_free(struct sp_node *n)
2358 {
2359         mpol_put(n->policy);
2360         kmem_cache_free(sn_cache, n);
2361 }
2362
2363 /**
2364  * mpol_misplaced - check whether current page node is valid in policy
2365  *
2366  * @page: page to be checked
2367  * @vma: vm area where page mapped
2368  * @addr: virtual address where page mapped
2369  *
2370  * Lookup current policy node id for vma,addr and "compare to" page's
2371  * node id.
2372  *
2373  * Returns:
2374  *      -1      - not misplaced, page is in the right node
2375  *      node    - node id where the page should be
2376  *
2377  * Policy determination "mimics" alloc_page_vma().
2378  * Called from fault path where we know the vma and faulting address.
2379  */
2380 int mpol_misplaced(struct page *page, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
2381 {
2382         struct mempolicy *pol;
2383         struct zoneref *z;
2384         int curnid = page_to_nid(page);
2385         unsigned long pgoff;
2386         int thiscpu = raw_smp_processor_id();
2387         int thisnid = cpu_to_node(thiscpu);
2388         int polnid = NUMA_NO_NODE;
2389         int ret = -1;
2390
2391         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2392         if (!(pol->flags & MPOL_F_MOF))
2393                 goto out;
2394
2395         switch (pol->mode) {
2396         case MPOL_INTERLEAVE:
2397                 pgoff = vma->vm_pgoff;
2398                 pgoff += (addr - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2399                 polnid = offset_il_node(pol, pgoff);
2400                 break;
2401
2402         case MPOL_PREFERRED:
2403                 if (pol->flags & MPOL_F_LOCAL)
2404                         polnid = numa_node_id();
2405                 else
2406                         polnid = pol->v.preferred_node;
2407                 break;
2408
2409         case MPOL_BIND:
2410
2411                 /*
2412                  * allows binding to multiple nodes.
2413                  * use current page if in policy nodemask,
2414                  * else select nearest allowed node, if any.
2415                  * If no allowed nodes, use current [!misplaced].
2416                  */
2417                 if (node_isset(curnid, pol->v.nodes))
2418                         goto out;
2419                 z = first_zones_zonelist(
2420                                 node_zonelist(numa_node_id(), GFP_HIGHUSER),
2421                                 gfp_zone(GFP_HIGHUSER),
2422                                 &pol->v.nodes);
2423                 polnid = zone_to_nid(z->zone);
2424                 break;
2425
2426         default:
2427                 BUG();
2428         }
2429
2430         /* Migrate the page towards the node whose CPU is referencing it */
2431         if (pol->flags & MPOL_F_MORON) {
2432                 polnid = thisnid;
2433
2434                 if (!should_numa_migrate_memory(current, page, curnid, thiscpu))
2435                         goto out;
2436         }
2437
2438         if (curnid != polnid)
2439                 ret = polnid;
2440 out:
2441         mpol_cond_put(pol);
2442
2443         return ret;
2444 }
2445
2446 /*
2447  * Drop the (possibly final) reference to task->mempolicy.  It needs to be
2448  * dropped after task->mempolicy is set to NULL so that any allocation done as
2449  * part of its kmem_cache_free(), such as by KASAN, doesn't reference a freed
2450  * policy.
2451  */
2452 void mpol_put_task_policy(struct task_struct *task)
2453 {
2454         struct mempolicy *pol;
2455
2456         task_lock(task);
2457         pol = task->mempolicy;
2458         task->mempolicy = NULL;
2459         task_unlock(task);
2460         mpol_put(pol);
2461 }
2462
2463 static void sp_delete(struct shared_policy *sp, struct sp_node *n)
2464 {
2465         pr_debug("deleting %lx-l%lx\n", n->start, n->end);
2466         rb_erase(&n->nd, &sp->root);
2467         sp_free(n);
2468 }
2469
2470 static void sp_node_init(struct sp_node *node, unsigned long start,
2471                         unsigned long end, struct mempolicy *pol)
2472 {
2473         node->start = start;
2474         node->end = end;
2475         node->policy = pol;
2476 }
2477
2478 static struct sp_node *sp_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
2479                                 struct mempolicy *pol)
2480 {
2481         struct sp_node *n;
2482         struct mempolicy *newpol;
2483
2484         n = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2485         if (!n)
2486                 return NULL;
2487
2488         newpol = mpol_dup(pol);
2489         if (IS_ERR(newpol)) {
2490                 kmem_cache_free(sn_cache, n);
2491                 return NULL;
2492         }
2493         newpol->flags |= MPOL_F_SHARED;
2494         sp_node_init(n, start, end, newpol);
2495
2496         return n;
2497 }
2498
2499 /* Replace a policy range. */
2500 static int shared_policy_replace(struct shared_policy *sp, unsigned long start,
2501                                  unsigned long end, struct sp_node *new)
2502 {
2503         struct sp_node *n;
2504         struct sp_node *n_new = NULL;
2505         struct mempolicy *mpol_new = NULL;
2506         int ret = 0;
2507
2508 restart:
2509         write_lock(&sp->lock);
2510         n = sp_lookup(sp, start, end);
2511         /* Take care of old policies in the same range. */
2512         while (n && n->start < end) {
2513                 struct rb_node *next = rb_next(&n->nd);
2514                 if (n->start >= start) {
2515                         if (n->end <= end)
2516                                 sp_delete(sp, n);
2517                         else
2518                                 n->start = end;
2519                 } else {
2520                         /* Old policy spanning whole new range. */
2521                         if (n->end > end) {
2522                                 if (!n_new)
2523                                         goto alloc_new;
2524
2525                                 *mpol_new = *n->policy;
2526                                 atomic_set(&mpol_new->refcnt, 1);
2527                                 sp_node_init(n_new, end, n->end, mpol_new);
2528                                 n->end = start;
2529                                 sp_insert(sp, n_new);
2530                                 n_new = NULL;
2531                                 mpol_new = NULL;
2532                                 break;
2533                         } else
2534                                 n->end = start;
2535                 }
2536                 if (!next)
2537                         break;
2538                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2539         }
2540         if (new)
2541                 sp_insert(sp, new);
2542         write_unlock(&sp->lock);
2543         ret = 0;
2544
2545 err_out:
2546         if (mpol_new)
2547                 mpol_put(mpol_new);
2548         if (n_new)
2549                 kmem_cache_free(sn_cache, n_new);
2550
2551         return ret;
2552
2553 alloc_new:
2554         write_unlock(&sp->lock);
2555         ret = -ENOMEM;
2556         n_new = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2557         if (!n_new)
2558                 goto err_out;
2559         mpol_new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2560         if (!mpol_new)
2561                 goto err_out;
2562         atomic_set(&mpol_new->refcnt, 1);
2563         goto restart;
2564 }
2565
2566 /**
2567  * mpol_shared_policy_init - initialize shared policy for inode
2568  * @sp: pointer to inode shared policy
2569  * @mpol:  struct mempolicy to install
2570  *
2571  * Install non-NULL @mpol in inode's shared policy rb-tree.
2572  * On entry, the current task has a reference on a non-NULL @mpol.
2573  * This must be released on exit.
2574  * This is called at get_inode() calls and we can use GFP_KERNEL.
2575  */
2576 void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *sp, struct mempolicy *mpol)
2577 {
2578         int ret;
2579
2580         sp->root = RB_ROOT;             /* empty tree == default mempolicy */
2581         rwlock_init(&sp->lock);
2582
2583         if (mpol) {
2584                 struct vm_area_struct pvma;
2585                 struct mempolicy *new;
2586                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2587
2588                 if (!scratch)
2589                         goto put_mpol;
2590                 /* contextualize the tmpfs mount point mempolicy */
2591                 new = mpol_new(mpol->mode, mpol->flags, &mpol->w.user_nodemask);
2592                 if (IS_ERR(new))
2593                         goto free_scratch; /* no valid nodemask intersection */
2594
2595                 task_lock(current);
2596                 ret = mpol_set_nodemask(new, &mpol->w.user_nodemask, scratch);
2597                 task_unlock(current);
2598                 if (ret)
2599                         goto put_new;
2600
2601                 /* Create pseudo-vma that contains just the policy */
2602                 vma_init(&pvma, NULL);
2603                 pvma.vm_end = TASK_SIZE;        /* policy covers entire file */
2604                 mpol_set_shared_policy(sp, &pvma, new); /* adds ref */
2605
2606 put_new:
2607                 mpol_put(new);                  /* drop initial ref */
2608 free_scratch:
2609                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2610 put_mpol:
2611                 mpol_put(mpol); /* drop our incoming ref on sb mpol */
2612         }
2613 }
2614
2615 int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *info,
2616                         struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *npol)
2617 {
2618         int err;
2619         struct sp_node *new = NULL;
2620         unsigned long sz = vma_pages(vma);
2621
2622         pr_debug("set_shared_policy %lx sz %lu %d %d %lx\n",
2623                  vma->vm_pgoff,
2624                  sz, npol ? npol->mode : -1,
2625                  npol ? npol->flags : -1,
2626                  npol ? nodes_addr(npol->v.nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
2627
2628         if (npol) {
2629                 new = sp_alloc(vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, npol);
2630                 if (!new)
2631                         return -ENOMEM;
2632         }
2633         err = shared_policy_replace(info, vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff+sz, new);
2634         if (err && new)
2635                 sp_free(new);
2636         return err;
2637 }
2638
2639 /* Free a backing policy store on inode delete. */
2640 void mpol_free_shared_policy(struct shared_policy *p)
2641 {
2642         struct sp_node *n;
2643         struct rb_node *next;
2644
2645         if (!p->root.rb_node)
2646                 return;
2647         write_lock(&p->lock);
2648         next = rb_first(&p->root);
2649         while (next) {
2650                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2651                 next = rb_next(&n->nd);
2652                 sp_delete(p, n);
2653         }
2654         write_unlock(&p->lock);
2655 }
2656
2657 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2658 static int __initdata numabalancing_override;
2659
2660 static void __init check_numabalancing_enable(void)
2661 {
2662         bool numabalancing_default = false;
2663
2664         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA_BALANCING_DEFAULT_ENABLED))
2665                 numabalancing_default = true;
2666
2667         /* Parsed by setup_numabalancing. override == 1 enables, -1 disables */
2668         if (numabalancing_override)
2669                 set_numabalancing_state(numabalancing_override == 1);
2670
2671         if (num_online_nodes() > 1 && !numabalancing_override) {
2672                 pr_info("%s automatic NUMA balancing. Configure with numa_balancing= or the kernel.numa_balancing sysctl\n",
2673                         numabalancing_default ? "Enabling" : "Disabling");
2674                 set_numabalancing_state(numabalancing_default);
2675         }
2676 }
2677
2678 static int __init setup_numabalancing(char *str)
2679 {
2680         int ret = 0;
2681         if (!str)
2682                 goto out;
2683
2684         if (!strcmp(str, "enable")) {
2685                 numabalancing_override = 1;
2686                 ret = 1;
2687         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2688                 numabalancing_override = -1;
2689                 ret = 1;
2690         }
2691 out:
2692         if (!ret)
2693                 pr_warn("Unable to parse numa_balancing=\n");
2694
2695         return ret;
2696 }
2697 __setup("numa_balancing=", setup_numabalancing);
2698 #else
2699 static inline void __init check_numabalancing_enable(void)
2700 {
2701 }
2702 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2703
2704 /* assumes fs == KERNEL_DS */
2705 void __init numa_policy_init(void)
2706 {
2707         nodemask_t interleave_nodes;
2708         unsigned long largest = 0;
2709         int nid, prefer = 0;
2710
2711         policy_cache = kmem_cache_create("numa_policy",
2712                                          sizeof(struct mempolicy),
2713                                          0, SLAB_PANIC, NULL);
2714
2715         sn_cache = kmem_cache_create("shared_policy_node",
2716                                      sizeof(struct sp_node),
2717                                      0, SLAB_PANIC, NULL);
2718
2719         for_each_node(nid) {
2720                 preferred_node_policy[nid] = (struct mempolicy) {
2721                         .refcnt = ATOMIC_INIT(1),
2722                         .mode = MPOL_PREFERRED,
2723                         .flags = MPOL_F_MOF | MPOL_F_MORON,
2724                         .v = { .preferred_node = nid, },
2725                 };
2726         }
2727
2728         /*
2729          * Set interleaving policy for system init. Interleaving is only
2730          * enabled across suitably sized nodes (default is >= 16MB), or
2731          * fall back to the largest node if they're all smaller.
2732          */
2733         nodes_clear(interleave_nodes);
2734         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
2735                 unsigned long total_pages = node_present_pages(nid);
2736
2737                 /* Preserve the largest node */
2738                 if (largest < total_pages) {
2739                         largest = total_pages;
2740                         prefer = nid;
2741                 }
2742
2743                 /* Interleave this node? */
2744                 if ((total_pages << PAGE_SHIFT) >= (16 << 20))
2745                         node_set(nid, interleave_nodes);
2746         }
2747
2748         /* All too small, use the largest */
2749         if (unlikely(nodes_empty(interleave_nodes)))
2750                 node_set(prefer, interleave_nodes);
2751
2752         if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, 0, &interleave_nodes))
2753                 pr_err("%s: interleaving failed\n", __func__);
2754
2755         check_numabalancing_enable();
2756 }
2757
2758 /* Reset policy of current process to default */
2759 void numa_default_policy(void)
2760 {
2761         do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, 0, NULL);
2762 }
2763
2764 /*
2765  * Parse and format mempolicy from/to strings
2766  */
2767
2768 /*
2769  * "local" is implemented internally by MPOL_PREFERRED with MPOL_F_LOCAL flag.
2770  */
2771 static const char * const policy_modes[] =
2772 {
2773         [MPOL_DEFAULT]    = "default",
2774         [MPOL_PREFERRED]  = "prefer",
2775         [MPOL_BIND]       = "bind",
2776         [MPOL_INTERLEAVE] = "interleave",
2777         [MPOL_LOCAL]      = "local",
2778 };
2779
2780
2781 #ifdef CONFIG_TMPFS
2782 /**
2783  * mpol_parse_str - parse string to mempolicy, for tmpfs mpol mount option.
2784  * @str:  string containing mempolicy to parse
2785  * @mpol:  pointer to struct mempolicy pointer, returned on success.
2786  *
2787  * Format of input:
2788  *      <mode>[=<flags>][:<nodelist>]
2789  *
2790  * On success, returns 0, else 1
2791  */
2792 int mpol_parse_str(char *str, struct mempolicy **mpol)
2793 {
2794         struct mempolicy *new = NULL;
2795         unsigned short mode_flags;
2796         nodemask_t nodes;
2797         char *nodelist = strchr(str, ':');
2798         char *flags = strchr(str, '=');
2799         int err = 1, mode;
2800
2801         if (flags)
2802                 *flags++ = '\0';        /* terminate mode string */
2803
2804         if (nodelist) {
2805                 /* NUL-terminate mode or flags string */
2806                 *nodelist++ = '\0';
2807                 if (nodelist_parse(nodelist, nodes))
2808                         goto out;
2809                 if (!nodes_subset(nodes, node_states[N_MEMORY]))
2810                         goto out;
2811         } else
2812                 nodes_clear(nodes);
2813
2814         mode = match_string(policy_modes, MPOL_MAX, str);
2815         if (mode < 0)
2816                 goto out;
2817
2818         switch (mode) {
2819         case MPOL_PREFERRED:
2820                 /*
2821                  * Insist on a nodelist of one node only, although later
2822                  * we use first_node(nodes) to grab a single node, so here
2823                  * nodelist (or nodes) cannot be empty.
2824                  */
2825                 if (nodelist) {
2826                         char *rest = nodelist;
2827                         while (isdigit(*rest))
2828                                 rest++;
2829                         if (*rest)
2830                                 goto out;
2831                         if (nodes_empty(nodes))
2832                                 goto out;
2833                 }
2834                 break;
2835         case MPOL_INTERLEAVE:
2836                 /*
2837                  * Default to online nodes with memory if no nodelist
2838                  */
2839                 if (!nodelist)
2840                         nodes = node_states[N_MEMORY];
2841                 break;
2842         case MPOL_LOCAL:
2843                 /*
2844                  * Don't allow a nodelist;  mpol_new() checks flags
2845                  */
2846                 if (nodelist)
2847                         goto out;
2848                 mode = MPOL_PREFERRED;
2849                 break;
2850         case MPOL_DEFAULT:
2851                 /*
2852                  * Insist on a empty nodelist
2853                  */
2854                 if (!nodelist)
2855                         err = 0;
2856                 goto out;
2857         case MPOL_BIND:
2858                 /*
2859                  * Insist on a nodelist
2860                  */
2861                 if (!nodelist)
2862                         goto out;
2863         }
2864
2865         mode_flags = 0;
2866         if (flags) {
2867                 /*
2868                  * Currently, we only support two mutually exclusive
2869                  * mode flags.
2870                  */
2871                 if (!strcmp(flags, "static"))
2872                         mode_flags |= MPOL_F_STATIC_NODES;
2873                 else if (!strcmp(flags, "relative"))
2874                         mode_flags |= MPOL_F_RELATIVE_NODES;
2875                 else
2876                         goto out;
2877         }
2878
2879         new = mpol_new(mode, mode_flags, &nodes);
2880         if (IS_ERR(new))
2881                 goto out;
2882
2883         /*
2884          * Save nodes for mpol_to_str() to show the tmpfs mount options
2885          * for /proc/mounts, /proc/pid/mounts and /proc/pid/mountinfo.
2886          */
2887         if (mode != MPOL_PREFERRED)
2888                 new->v.nodes = nodes;
2889         else if (nodelist)
2890                 new->v.preferred_node = first_node(nodes);
2891         else
2892                 new->flags |= MPOL_F_LOCAL;
2893
2894         /*
2895          * Save nodes for contextualization: this will be used to "clone"
2896          * the mempolicy in a specific context [cpuset] at a later time.
2897          */
2898         new->w.user_nodemask = nodes;
2899
2900         err = 0;
2901
2902 out:
2903         /* Restore string for error message */
2904         if (nodelist)
2905                 *--nodelist = ':';
2906         if (flags)
2907                 *--flags = '=';
2908         if (!err)
2909                 *mpol = new;
2910         return err;
2911 }
2912 #endif /* CONFIG_TMPFS */
2913
2914 /**
2915  * mpol_to_str - format a mempolicy structure for printing
2916  * @buffer:  to contain formatted mempolicy string
2917  * @maxlen:  length of @buffer
2918  * @pol:  pointer to mempolicy to be formatted
2919  *
2920  * Convert @pol into a string.  If @buffer is too short, truncate the string.
2921  * Recommend a @maxlen of at least 32 for the longest mode, "interleave", the
2922  * longest flag, "relative", and to display at least a few node ids.
2923  */
2924 void mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol)
2925 {
2926         char *p = buffer;
2927         nodemask_t nodes = NODE_MASK_NONE;
2928         unsigned short mode = MPOL_DEFAULT;
2929         unsigned short flags = 0;
2930
2931         if (pol && pol != &default_policy && !(pol->flags & MPOL_F_MORON)) {
2932                 mode = pol->mode;
2933                 flags = pol->flags;
2934         }
2935
2936         switch (mode) {
2937         case MPOL_DEFAULT:
2938                 break;
2939         case MPOL_PREFERRED:
2940                 if (flags & MPOL_F_LOCAL)
2941                         mode = MPOL_LOCAL;
2942                 else
2943                         node_set(pol->v.preferred_node, nodes);
2944                 break;
2945         case MPOL_BIND:
2946         case MPOL_INTERLEAVE:
2947                 nodes = pol->v.nodes;
2948                 break;
2949         default:
2950                 WARN_ON_ONCE(1);
2951                 snprintf(p, maxlen, "unknown");
2952                 return;
2953         }
2954
2955         p += snprintf(p, maxlen, "%s", policy_modes[mode]);
2956
2957         if (flags & MPOL_MODE_FLAGS) {
2958                 p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "=");
2959
2960                 /*
2961                  * Currently, the only defined flags are mutually exclusive
2962                  */
2963                 if (flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
2964                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "static");
2965                 else if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
2966                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "relative");
2967         }
2968
2969         if (!nodes_empty(nodes))
2970                 p += scnprintf(p, buffer + maxlen - p, ":%*pbl",
2971                                nodemask_pr_args(&nodes));
2972 }