x86/smp: Move APERF/MPERF code where it belongs
[sfrench/cifs-2.6.git] / mm / mempolicy.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  * Simple NUMA memory policy for the Linux kernel.
4  *
5  * Copyright 2003,2004 Andi Kleen, SuSE Labs.
6  * (C) Copyright 2005 Christoph Lameter, Silicon Graphics, Inc.
7  *
8  * NUMA policy allows the user to give hints in which node(s) memory should
9  * be allocated.
10  *
11  * Support four policies per VMA and per process:
12  *
13  * The VMA policy has priority over the process policy for a page fault.
14  *
15  * interleave     Allocate memory interleaved over a set of nodes,
16  *                with normal fallback if it fails.
17  *                For VMA based allocations this interleaves based on the
18  *                offset into the backing object or offset into the mapping
19  *                for anonymous memory. For process policy an process counter
20  *                is used.
21  *
22  * bind           Only allocate memory on a specific set of nodes,
23  *                no fallback.
24  *                FIXME: memory is allocated starting with the first node
25  *                to the last. It would be better if bind would truly restrict
26  *                the allocation to memory nodes instead
27  *
28  * preferred       Try a specific node first before normal fallback.
29  *                As a special case NUMA_NO_NODE here means do the allocation
30  *                on the local CPU. This is normally identical to default,
31  *                but useful to set in a VMA when you have a non default
32  *                process policy.
33  *
34  * preferred many Try a set of nodes first before normal fallback. This is
35  *                similar to preferred without the special case.
36  *
37  * default        Allocate on the local node first, or when on a VMA
38  *                use the process policy. This is what Linux always did
39  *                in a NUMA aware kernel and still does by, ahem, default.
40  *
41  * The process policy is applied for most non interrupt memory allocations
42  * in that process' context. Interrupts ignore the policies and always
43  * try to allocate on the local CPU. The VMA policy is only applied for memory
44  * allocations for a VMA in the VM.
45  *
46  * Currently there are a few corner cases in swapping where the policy
47  * is not applied, but the majority should be handled. When process policy
48  * is used it is not remembered over swap outs/swap ins.
49  *
50  * Only the highest zone in the zone hierarchy gets policied. Allocations
51  * requesting a lower zone just use default policy. This implies that
52  * on systems with highmem kernel lowmem allocation don't get policied.
53  * Same with GFP_DMA allocations.
54  *
55  * For shmfs/tmpfs/hugetlbfs shared memory the policy is shared between
56  * all users and remembered even when nobody has memory mapped.
57  */
58
59 /* Notebook:
60    fix mmap readahead to honour policy and enable policy for any page cache
61    object
62    statistics for bigpages
63    global policy for page cache? currently it uses process policy. Requires
64    first item above.
65    handle mremap for shared memory (currently ignored for the policy)
66    grows down?
67    make bind policy root only? It can trigger oom much faster and the
68    kernel is not always grateful with that.
69 */
70
71 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
72
73 #include <linux/mempolicy.h>
74 #include <linux/pagewalk.h>
75 #include <linux/highmem.h>
76 #include <linux/hugetlb.h>
77 #include <linux/kernel.h>
78 #include <linux/sched.h>
79 #include <linux/sched/mm.h>
80 #include <linux/sched/numa_balancing.h>
81 #include <linux/sched/task.h>
82 #include <linux/nodemask.h>
83 #include <linux/cpuset.h>
84 #include <linux/slab.h>
85 #include <linux/string.h>
86 #include <linux/export.h>
87 #include <linux/nsproxy.h>
88 #include <linux/interrupt.h>
89 #include <linux/init.h>
90 #include <linux/compat.h>
91 #include <linux/ptrace.h>
92 #include <linux/swap.h>
93 #include <linux/seq_file.h>
94 #include <linux/proc_fs.h>
95 #include <linux/migrate.h>
96 #include <linux/ksm.h>
97 #include <linux/rmap.h>
98 #include <linux/security.h>
99 #include <linux/syscalls.h>
100 #include <linux/ctype.h>
101 #include <linux/mm_inline.h>
102 #include <linux/mmu_notifier.h>
103 #include <linux/printk.h>
104 #include <linux/swapops.h>
105
106 #include <asm/tlbflush.h>
107 #include <linux/uaccess.h>
108
109 #include "internal.h"
110
111 /* Internal flags */
112 #define MPOL_MF_DISCONTIG_OK (MPOL_MF_INTERNAL << 0)    /* Skip checks for continuous vmas */
113 #define MPOL_MF_INVERT (MPOL_MF_INTERNAL << 1)          /* Invert check for nodemask */
114
115 static struct kmem_cache *policy_cache;
116 static struct kmem_cache *sn_cache;
117
118 /* Highest zone. An specific allocation for a zone below that is not
119    policied. */
120 enum zone_type policy_zone = 0;
121
122 /*
123  * run-time system-wide default policy => local allocation
124  */
125 static struct mempolicy default_policy = {
126         .refcnt = ATOMIC_INIT(1), /* never free it */
127         .mode = MPOL_LOCAL,
128 };
129
130 static struct mempolicy preferred_node_policy[MAX_NUMNODES];
131
132 /**
133  * numa_map_to_online_node - Find closest online node
134  * @node: Node id to start the search
135  *
136  * Lookup the next closest node by distance if @nid is not online.
137  *
138  * Return: this @node if it is online, otherwise the closest node by distance
139  */
140 int numa_map_to_online_node(int node)
141 {
142         int min_dist = INT_MAX, dist, n, min_node;
143
144         if (node == NUMA_NO_NODE || node_online(node))
145                 return node;
146
147         min_node = node;
148         for_each_online_node(n) {
149                 dist = node_distance(node, n);
150                 if (dist < min_dist) {
151                         min_dist = dist;
152                         min_node = n;
153                 }
154         }
155
156         return min_node;
157 }
158 EXPORT_SYMBOL_GPL(numa_map_to_online_node);
159
160 struct mempolicy *get_task_policy(struct task_struct *p)
161 {
162         struct mempolicy *pol = p->mempolicy;
163         int node;
164
165         if (pol)
166                 return pol;
167
168         node = numa_node_id();
169         if (node != NUMA_NO_NODE) {
170                 pol = &preferred_node_policy[node];
171                 /* preferred_node_policy is not initialised early in boot */
172                 if (pol->mode)
173                         return pol;
174         }
175
176         return &default_policy;
177 }
178
179 static const struct mempolicy_operations {
180         int (*create)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
181         void (*rebind)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
182 } mpol_ops[MPOL_MAX];
183
184 static inline int mpol_store_user_nodemask(const struct mempolicy *pol)
185 {
186         return pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS;
187 }
188
189 static void mpol_relative_nodemask(nodemask_t *ret, const nodemask_t *orig,
190                                    const nodemask_t *rel)
191 {
192         nodemask_t tmp;
193         nodes_fold(tmp, *orig, nodes_weight(*rel));
194         nodes_onto(*ret, tmp, *rel);
195 }
196
197 static int mpol_new_nodemask(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
198 {
199         if (nodes_empty(*nodes))
200                 return -EINVAL;
201         pol->nodes = *nodes;
202         return 0;
203 }
204
205 static int mpol_new_preferred(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
206 {
207         if (nodes_empty(*nodes))
208                 return -EINVAL;
209
210         nodes_clear(pol->nodes);
211         node_set(first_node(*nodes), pol->nodes);
212         return 0;
213 }
214
215 /*
216  * mpol_set_nodemask is called after mpol_new() to set up the nodemask, if
217  * any, for the new policy.  mpol_new() has already validated the nodes
218  * parameter with respect to the policy mode and flags.
219  *
220  * Must be called holding task's alloc_lock to protect task's mems_allowed
221  * and mempolicy.  May also be called holding the mmap_lock for write.
222  */
223 static int mpol_set_nodemask(struct mempolicy *pol,
224                      const nodemask_t *nodes, struct nodemask_scratch *nsc)
225 {
226         int ret;
227
228         /*
229          * Default (pol==NULL) resp. local memory policies are not a
230          * subject of any remapping. They also do not need any special
231          * constructor.
232          */
233         if (!pol || pol->mode == MPOL_LOCAL)
234                 return 0;
235
236         /* Check N_MEMORY */
237         nodes_and(nsc->mask1,
238                   cpuset_current_mems_allowed, node_states[N_MEMORY]);
239
240         VM_BUG_ON(!nodes);
241
242         if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
243                 mpol_relative_nodemask(&nsc->mask2, nodes, &nsc->mask1);
244         else
245                 nodes_and(nsc->mask2, *nodes, nsc->mask1);
246
247         if (mpol_store_user_nodemask(pol))
248                 pol->w.user_nodemask = *nodes;
249         else
250                 pol->w.cpuset_mems_allowed = cpuset_current_mems_allowed;
251
252         ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, &nsc->mask2);
253         return ret;
254 }
255
256 /*
257  * This function just creates a new policy, does some check and simple
258  * initialization. You must invoke mpol_set_nodemask() to set nodes.
259  */
260 static struct mempolicy *mpol_new(unsigned short mode, unsigned short flags,
261                                   nodemask_t *nodes)
262 {
263         struct mempolicy *policy;
264
265         pr_debug("setting mode %d flags %d nodes[0] %lx\n",
266                  mode, flags, nodes ? nodes_addr(*nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
267
268         if (mode == MPOL_DEFAULT) {
269                 if (nodes && !nodes_empty(*nodes))
270                         return ERR_PTR(-EINVAL);
271                 return NULL;
272         }
273         VM_BUG_ON(!nodes);
274
275         /*
276          * MPOL_PREFERRED cannot be used with MPOL_F_STATIC_NODES or
277          * MPOL_F_RELATIVE_NODES if the nodemask is empty (local allocation).
278          * All other modes require a valid pointer to a non-empty nodemask.
279          */
280         if (mode == MPOL_PREFERRED) {
281                 if (nodes_empty(*nodes)) {
282                         if (((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
283                              (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)))
284                                 return ERR_PTR(-EINVAL);
285
286                         mode = MPOL_LOCAL;
287                 }
288         } else if (mode == MPOL_LOCAL) {
289                 if (!nodes_empty(*nodes) ||
290                     (flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
291                     (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
292                         return ERR_PTR(-EINVAL);
293         } else if (nodes_empty(*nodes))
294                 return ERR_PTR(-EINVAL);
295         policy = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
296         if (!policy)
297                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
298         atomic_set(&policy->refcnt, 1);
299         policy->mode = mode;
300         policy->flags = flags;
301         policy->home_node = NUMA_NO_NODE;
302
303         return policy;
304 }
305
306 /* Slow path of a mpol destructor. */
307 void __mpol_put(struct mempolicy *p)
308 {
309         if (!atomic_dec_and_test(&p->refcnt))
310                 return;
311         kmem_cache_free(policy_cache, p);
312 }
313
314 static void mpol_rebind_default(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
315 {
316 }
317
318 static void mpol_rebind_nodemask(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
319 {
320         nodemask_t tmp;
321
322         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
323                 nodes_and(tmp, pol->w.user_nodemask, *nodes);
324         else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
325                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
326         else {
327                 nodes_remap(tmp, pol->nodes, pol->w.cpuset_mems_allowed,
328                                                                 *nodes);
329                 pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
330         }
331
332         if (nodes_empty(tmp))
333                 tmp = *nodes;
334
335         pol->nodes = tmp;
336 }
337
338 static void mpol_rebind_preferred(struct mempolicy *pol,
339                                                 const nodemask_t *nodes)
340 {
341         pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
342 }
343
344 /*
345  * mpol_rebind_policy - Migrate a policy to a different set of nodes
346  *
347  * Per-vma policies are protected by mmap_lock. Allocations using per-task
348  * policies are protected by task->mems_allowed_seq to prevent a premature
349  * OOM/allocation failure due to parallel nodemask modification.
350  */
351 static void mpol_rebind_policy(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *newmask)
352 {
353         if (!pol)
354                 return;
355         if (!mpol_store_user_nodemask(pol) &&
356             nodes_equal(pol->w.cpuset_mems_allowed, *newmask))
357                 return;
358
359         mpol_ops[pol->mode].rebind(pol, newmask);
360 }
361
362 /*
363  * Wrapper for mpol_rebind_policy() that just requires task
364  * pointer, and updates task mempolicy.
365  *
366  * Called with task's alloc_lock held.
367  */
368
369 void mpol_rebind_task(struct task_struct *tsk, const nodemask_t *new)
370 {
371         mpol_rebind_policy(tsk->mempolicy, new);
372 }
373
374 /*
375  * Rebind each vma in mm to new nodemask.
376  *
377  * Call holding a reference to mm.  Takes mm->mmap_lock during call.
378  */
379
380 void mpol_rebind_mm(struct mm_struct *mm, nodemask_t *new)
381 {
382         struct vm_area_struct *vma;
383
384         mmap_write_lock(mm);
385         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next)
386                 mpol_rebind_policy(vma->vm_policy, new);
387         mmap_write_unlock(mm);
388 }
389
390 static const struct mempolicy_operations mpol_ops[MPOL_MAX] = {
391         [MPOL_DEFAULT] = {
392                 .rebind = mpol_rebind_default,
393         },
394         [MPOL_INTERLEAVE] = {
395                 .create = mpol_new_nodemask,
396                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
397         },
398         [MPOL_PREFERRED] = {
399                 .create = mpol_new_preferred,
400                 .rebind = mpol_rebind_preferred,
401         },
402         [MPOL_BIND] = {
403                 .create = mpol_new_nodemask,
404                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
405         },
406         [MPOL_LOCAL] = {
407                 .rebind = mpol_rebind_default,
408         },
409         [MPOL_PREFERRED_MANY] = {
410                 .create = mpol_new_nodemask,
411                 .rebind = mpol_rebind_preferred,
412         },
413 };
414
415 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
416                                 unsigned long flags);
417
418 struct queue_pages {
419         struct list_head *pagelist;
420         unsigned long flags;
421         nodemask_t *nmask;
422         unsigned long start;
423         unsigned long end;
424         struct vm_area_struct *first;
425 };
426
427 /*
428  * Check if the page's nid is in qp->nmask.
429  *
430  * If MPOL_MF_INVERT is set in qp->flags, check if the nid is
431  * in the invert of qp->nmask.
432  */
433 static inline bool queue_pages_required(struct page *page,
434                                         struct queue_pages *qp)
435 {
436         int nid = page_to_nid(page);
437         unsigned long flags = qp->flags;
438
439         return node_isset(nid, *qp->nmask) == !(flags & MPOL_MF_INVERT);
440 }
441
442 /*
443  * queue_pages_pmd() has four possible return values:
444  * 0 - pages are placed on the right node or queued successfully, or
445  *     special page is met, i.e. huge zero page.
446  * 1 - there is unmovable page, and MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
447  *     specified.
448  * 2 - THP was split.
449  * -EIO - is migration entry or only MPOL_MF_STRICT was specified and an
450  *        existing page was already on a node that does not follow the
451  *        policy.
452  */
453 static int queue_pages_pmd(pmd_t *pmd, spinlock_t *ptl, unsigned long addr,
454                                 unsigned long end, struct mm_walk *walk)
455         __releases(ptl)
456 {
457         int ret = 0;
458         struct page *page;
459         struct queue_pages *qp = walk->private;
460         unsigned long flags;
461
462         if (unlikely(is_pmd_migration_entry(*pmd))) {
463                 ret = -EIO;
464                 goto unlock;
465         }
466         page = pmd_page(*pmd);
467         if (is_huge_zero_page(page)) {
468                 spin_unlock(ptl);
469                 walk->action = ACTION_CONTINUE;
470                 goto out;
471         }
472         if (!queue_pages_required(page, qp))
473                 goto unlock;
474
475         flags = qp->flags;
476         /* go to thp migration */
477         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
478                 if (!vma_migratable(walk->vma) ||
479                     migrate_page_add(page, qp->pagelist, flags)) {
480                         ret = 1;
481                         goto unlock;
482                 }
483         } else
484                 ret = -EIO;
485 unlock:
486         spin_unlock(ptl);
487 out:
488         return ret;
489 }
490
491 /*
492  * Scan through pages checking if pages follow certain conditions,
493  * and move them to the pagelist if they do.
494  *
495  * queue_pages_pte_range() has three possible return values:
496  * 0 - pages are placed on the right node or queued successfully, or
497  *     special page is met, i.e. zero page.
498  * 1 - there is unmovable page, and MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
499  *     specified.
500  * -EIO - only MPOL_MF_STRICT was specified and an existing page was already
501  *        on a node that does not follow the policy.
502  */
503 static int queue_pages_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
504                         unsigned long end, struct mm_walk *walk)
505 {
506         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
507         struct page *page;
508         struct queue_pages *qp = walk->private;
509         unsigned long flags = qp->flags;
510         int ret;
511         bool has_unmovable = false;
512         pte_t *pte, *mapped_pte;
513         spinlock_t *ptl;
514
515         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
516         if (ptl) {
517                 ret = queue_pages_pmd(pmd, ptl, addr, end, walk);
518                 if (ret != 2)
519                         return ret;
520         }
521         /* THP was split, fall through to pte walk */
522
523         if (pmd_trans_unstable(pmd))
524                 return 0;
525
526         mapped_pte = pte = pte_offset_map_lock(walk->mm, pmd, addr, &ptl);
527         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE) {
528                 if (!pte_present(*pte))
529                         continue;
530                 page = vm_normal_page(vma, addr, *pte);
531                 if (!page)
532                         continue;
533                 /*
534                  * vm_normal_page() filters out zero pages, but there might
535                  * still be PageReserved pages to skip, perhaps in a VDSO.
536                  */
537                 if (PageReserved(page))
538                         continue;
539                 if (!queue_pages_required(page, qp))
540                         continue;
541                 if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
542                         /* MPOL_MF_STRICT must be specified if we get here */
543                         if (!vma_migratable(vma)) {
544                                 has_unmovable = true;
545                                 break;
546                         }
547
548                         /*
549                          * Do not abort immediately since there may be
550                          * temporary off LRU pages in the range.  Still
551                          * need migrate other LRU pages.
552                          */
553                         if (migrate_page_add(page, qp->pagelist, flags))
554                                 has_unmovable = true;
555                 } else
556                         break;
557         }
558         pte_unmap_unlock(mapped_pte, ptl);
559         cond_resched();
560
561         if (has_unmovable)
562                 return 1;
563
564         return addr != end ? -EIO : 0;
565 }
566
567 static int queue_pages_hugetlb(pte_t *pte, unsigned long hmask,
568                                unsigned long addr, unsigned long end,
569                                struct mm_walk *walk)
570 {
571         int ret = 0;
572 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
573         struct queue_pages *qp = walk->private;
574         unsigned long flags = (qp->flags & MPOL_MF_VALID);
575         struct page *page;
576         spinlock_t *ptl;
577         pte_t entry;
578
579         ptl = huge_pte_lock(hstate_vma(walk->vma), walk->mm, pte);
580         entry = huge_ptep_get(pte);
581         if (!pte_present(entry))
582                 goto unlock;
583         page = pte_page(entry);
584         if (!queue_pages_required(page, qp))
585                 goto unlock;
586
587         if (flags == MPOL_MF_STRICT) {
588                 /*
589                  * STRICT alone means only detecting misplaced page and no
590                  * need to further check other vma.
591                  */
592                 ret = -EIO;
593                 goto unlock;
594         }
595
596         if (!vma_migratable(walk->vma)) {
597                 /*
598                  * Must be STRICT with MOVE*, otherwise .test_walk() have
599                  * stopped walking current vma.
600                  * Detecting misplaced page but allow migrating pages which
601                  * have been queued.
602                  */
603                 ret = 1;
604                 goto unlock;
605         }
606
607         /* With MPOL_MF_MOVE, we migrate only unshared hugepage. */
608         if (flags & (MPOL_MF_MOVE_ALL) ||
609             (flags & MPOL_MF_MOVE && page_mapcount(page) == 1)) {
610                 if (!isolate_huge_page(page, qp->pagelist) &&
611                         (flags & MPOL_MF_STRICT))
612                         /*
613                          * Failed to isolate page but allow migrating pages
614                          * which have been queued.
615                          */
616                         ret = 1;
617         }
618 unlock:
619         spin_unlock(ptl);
620 #else
621         BUG();
622 #endif
623         return ret;
624 }
625
626 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
627 /*
628  * This is used to mark a range of virtual addresses to be inaccessible.
629  * These are later cleared by a NUMA hinting fault. Depending on these
630  * faults, pages may be migrated for better NUMA placement.
631  *
632  * This is assuming that NUMA faults are handled using PROT_NONE. If
633  * an architecture makes a different choice, it will need further
634  * changes to the core.
635  */
636 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
637                         unsigned long addr, unsigned long end)
638 {
639         int nr_updated;
640
641         nr_updated = change_protection(vma, addr, end, PAGE_NONE, MM_CP_PROT_NUMA);
642         if (nr_updated)
643                 count_vm_numa_events(NUMA_PTE_UPDATES, nr_updated);
644
645         return nr_updated;
646 }
647 #else
648 static unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
649                         unsigned long addr, unsigned long end)
650 {
651         return 0;
652 }
653 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
654
655 static int queue_pages_test_walk(unsigned long start, unsigned long end,
656                                 struct mm_walk *walk)
657 {
658         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
659         struct queue_pages *qp = walk->private;
660         unsigned long endvma = vma->vm_end;
661         unsigned long flags = qp->flags;
662
663         /* range check first */
664         VM_BUG_ON_VMA(!range_in_vma(vma, start, end), vma);
665
666         if (!qp->first) {
667                 qp->first = vma;
668                 if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK) &&
669                         (qp->start < vma->vm_start))
670                         /* hole at head side of range */
671                         return -EFAULT;
672         }
673         if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK) &&
674                 ((vma->vm_end < qp->end) &&
675                 (!vma->vm_next || vma->vm_end < vma->vm_next->vm_start)))
676                 /* hole at middle or tail of range */
677                 return -EFAULT;
678
679         /*
680          * Need check MPOL_MF_STRICT to return -EIO if possible
681          * regardless of vma_migratable
682          */
683         if (!vma_migratable(vma) &&
684             !(flags & MPOL_MF_STRICT))
685                 return 1;
686
687         if (endvma > end)
688                 endvma = end;
689
690         if (flags & MPOL_MF_LAZY) {
691                 /* Similar to task_numa_work, skip inaccessible VMAs */
692                 if (!is_vm_hugetlb_page(vma) && vma_is_accessible(vma) &&
693                         !(vma->vm_flags & VM_MIXEDMAP))
694                         change_prot_numa(vma, start, endvma);
695                 return 1;
696         }
697
698         /* queue pages from current vma */
699         if (flags & MPOL_MF_VALID)
700                 return 0;
701         return 1;
702 }
703
704 static const struct mm_walk_ops queue_pages_walk_ops = {
705         .hugetlb_entry          = queue_pages_hugetlb,
706         .pmd_entry              = queue_pages_pte_range,
707         .test_walk              = queue_pages_test_walk,
708 };
709
710 /*
711  * Walk through page tables and collect pages to be migrated.
712  *
713  * If pages found in a given range are on a set of nodes (determined by
714  * @nodes and @flags,) it's isolated and queued to the pagelist which is
715  * passed via @private.
716  *
717  * queue_pages_range() has three possible return values:
718  * 1 - there is unmovable page, but MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
719  *     specified.
720  * 0 - queue pages successfully or no misplaced page.
721  * errno - i.e. misplaced pages with MPOL_MF_STRICT specified (-EIO) or
722  *         memory range specified by nodemask and maxnode points outside
723  *         your accessible address space (-EFAULT)
724  */
725 static int
726 queue_pages_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start, unsigned long end,
727                 nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
728                 struct list_head *pagelist)
729 {
730         int err;
731         struct queue_pages qp = {
732                 .pagelist = pagelist,
733                 .flags = flags,
734                 .nmask = nodes,
735                 .start = start,
736                 .end = end,
737                 .first = NULL,
738         };
739
740         err = walk_page_range(mm, start, end, &queue_pages_walk_ops, &qp);
741
742         if (!qp.first)
743                 /* whole range in hole */
744                 err = -EFAULT;
745
746         return err;
747 }
748
749 /*
750  * Apply policy to a single VMA
751  * This must be called with the mmap_lock held for writing.
752  */
753 static int vma_replace_policy(struct vm_area_struct *vma,
754                                                 struct mempolicy *pol)
755 {
756         int err;
757         struct mempolicy *old;
758         struct mempolicy *new;
759
760         pr_debug("vma %lx-%lx/%lx vm_ops %p vm_file %p set_policy %p\n",
761                  vma->vm_start, vma->vm_end, vma->vm_pgoff,
762                  vma->vm_ops, vma->vm_file,
763                  vma->vm_ops ? vma->vm_ops->set_policy : NULL);
764
765         new = mpol_dup(pol);
766         if (IS_ERR(new))
767                 return PTR_ERR(new);
768
769         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->set_policy) {
770                 err = vma->vm_ops->set_policy(vma, new);
771                 if (err)
772                         goto err_out;
773         }
774
775         old = vma->vm_policy;
776         vma->vm_policy = new; /* protected by mmap_lock */
777         mpol_put(old);
778
779         return 0;
780  err_out:
781         mpol_put(new);
782         return err;
783 }
784
785 /* Step 2: apply policy to a range and do splits. */
786 static int mbind_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
787                        unsigned long end, struct mempolicy *new_pol)
788 {
789         struct vm_area_struct *prev;
790         struct vm_area_struct *vma;
791         int err = 0;
792         pgoff_t pgoff;
793         unsigned long vmstart;
794         unsigned long vmend;
795
796         vma = find_vma(mm, start);
797         VM_BUG_ON(!vma);
798
799         prev = vma->vm_prev;
800         if (start > vma->vm_start)
801                 prev = vma;
802
803         for (; vma && vma->vm_start < end; prev = vma, vma = vma->vm_next) {
804                 vmstart = max(start, vma->vm_start);
805                 vmend   = min(end, vma->vm_end);
806
807                 if (mpol_equal(vma_policy(vma), new_pol))
808                         continue;
809
810                 pgoff = vma->vm_pgoff +
811                         ((vmstart - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
812                 prev = vma_merge(mm, prev, vmstart, vmend, vma->vm_flags,
813                                  vma->anon_vma, vma->vm_file, pgoff,
814                                  new_pol, vma->vm_userfaultfd_ctx,
815                                  anon_vma_name(vma));
816                 if (prev) {
817                         vma = prev;
818                         goto replace;
819                 }
820                 if (vma->vm_start != vmstart) {
821                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmstart, 1);
822                         if (err)
823                                 goto out;
824                 }
825                 if (vma->vm_end != vmend) {
826                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmend, 0);
827                         if (err)
828                                 goto out;
829                 }
830  replace:
831                 err = vma_replace_policy(vma, new_pol);
832                 if (err)
833                         goto out;
834         }
835
836  out:
837         return err;
838 }
839
840 /* Set the process memory policy */
841 static long do_set_mempolicy(unsigned short mode, unsigned short flags,
842                              nodemask_t *nodes)
843 {
844         struct mempolicy *new, *old;
845         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
846         int ret;
847
848         if (!scratch)
849                 return -ENOMEM;
850
851         new = mpol_new(mode, flags, nodes);
852         if (IS_ERR(new)) {
853                 ret = PTR_ERR(new);
854                 goto out;
855         }
856
857         ret = mpol_set_nodemask(new, nodes, scratch);
858         if (ret) {
859                 mpol_put(new);
860                 goto out;
861         }
862         task_lock(current);
863         old = current->mempolicy;
864         current->mempolicy = new;
865         if (new && new->mode == MPOL_INTERLEAVE)
866                 current->il_prev = MAX_NUMNODES-1;
867         task_unlock(current);
868         mpol_put(old);
869         ret = 0;
870 out:
871         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
872         return ret;
873 }
874
875 /*
876  * Return nodemask for policy for get_mempolicy() query
877  *
878  * Called with task's alloc_lock held
879  */
880 static void get_policy_nodemask(struct mempolicy *p, nodemask_t *nodes)
881 {
882         nodes_clear(*nodes);
883         if (p == &default_policy)
884                 return;
885
886         switch (p->mode) {
887         case MPOL_BIND:
888         case MPOL_INTERLEAVE:
889         case MPOL_PREFERRED:
890         case MPOL_PREFERRED_MANY:
891                 *nodes = p->nodes;
892                 break;
893         case MPOL_LOCAL:
894                 /* return empty node mask for local allocation */
895                 break;
896         default:
897                 BUG();
898         }
899 }
900
901 static int lookup_node(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
902 {
903         struct page *p = NULL;
904         int ret;
905
906         ret = get_user_pages_fast(addr & PAGE_MASK, 1, 0, &p);
907         if (ret > 0) {
908                 ret = page_to_nid(p);
909                 put_page(p);
910         }
911         return ret;
912 }
913
914 /* Retrieve NUMA policy */
915 static long do_get_mempolicy(int *policy, nodemask_t *nmask,
916                              unsigned long addr, unsigned long flags)
917 {
918         int err;
919         struct mm_struct *mm = current->mm;
920         struct vm_area_struct *vma = NULL;
921         struct mempolicy *pol = current->mempolicy, *pol_refcount = NULL;
922
923         if (flags &
924                 ~(unsigned long)(MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR|MPOL_F_MEMS_ALLOWED))
925                 return -EINVAL;
926
927         if (flags & MPOL_F_MEMS_ALLOWED) {
928                 if (flags & (MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR))
929                         return -EINVAL;
930                 *policy = 0;    /* just so it's initialized */
931                 task_lock(current);
932                 *nmask  = cpuset_current_mems_allowed;
933                 task_unlock(current);
934                 return 0;
935         }
936
937         if (flags & MPOL_F_ADDR) {
938                 /*
939                  * Do NOT fall back to task policy if the
940                  * vma/shared policy at addr is NULL.  We
941                  * want to return MPOL_DEFAULT in this case.
942                  */
943                 mmap_read_lock(mm);
944                 vma = vma_lookup(mm, addr);
945                 if (!vma) {
946                         mmap_read_unlock(mm);
947                         return -EFAULT;
948                 }
949                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy)
950                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
951                 else
952                         pol = vma->vm_policy;
953         } else if (addr)
954                 return -EINVAL;
955
956         if (!pol)
957                 pol = &default_policy;  /* indicates default behavior */
958
959         if (flags & MPOL_F_NODE) {
960                 if (flags & MPOL_F_ADDR) {
961                         /*
962                          * Take a refcount on the mpol, because we are about to
963                          * drop the mmap_lock, after which only "pol" remains
964                          * valid, "vma" is stale.
965                          */
966                         pol_refcount = pol;
967                         vma = NULL;
968                         mpol_get(pol);
969                         mmap_read_unlock(mm);
970                         err = lookup_node(mm, addr);
971                         if (err < 0)
972                                 goto out;
973                         *policy = err;
974                 } else if (pol == current->mempolicy &&
975                                 pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
976                         *policy = next_node_in(current->il_prev, pol->nodes);
977                 } else {
978                         err = -EINVAL;
979                         goto out;
980                 }
981         } else {
982                 *policy = pol == &default_policy ? MPOL_DEFAULT :
983                                                 pol->mode;
984                 /*
985                  * Internal mempolicy flags must be masked off before exposing
986                  * the policy to userspace.
987                  */
988                 *policy |= (pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS);
989         }
990
991         err = 0;
992         if (nmask) {
993                 if (mpol_store_user_nodemask(pol)) {
994                         *nmask = pol->w.user_nodemask;
995                 } else {
996                         task_lock(current);
997                         get_policy_nodemask(pol, nmask);
998                         task_unlock(current);
999                 }
1000         }
1001
1002  out:
1003         mpol_cond_put(pol);
1004         if (vma)
1005                 mmap_read_unlock(mm);
1006         if (pol_refcount)
1007                 mpol_put(pol_refcount);
1008         return err;
1009 }
1010
1011 #ifdef CONFIG_MIGRATION
1012 /*
1013  * page migration, thp tail pages can be passed.
1014  */
1015 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1016                                 unsigned long flags)
1017 {
1018         struct page *head = compound_head(page);
1019         /*
1020          * Avoid migrating a page that is shared with others.
1021          */
1022         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) || page_mapcount(head) == 1) {
1023                 if (!isolate_lru_page(head)) {
1024                         list_add_tail(&head->lru, pagelist);
1025                         mod_node_page_state(page_pgdat(head),
1026                                 NR_ISOLATED_ANON + page_is_file_lru(head),
1027                                 thp_nr_pages(head));
1028                 } else if (flags & MPOL_MF_STRICT) {
1029                         /*
1030                          * Non-movable page may reach here.  And, there may be
1031                          * temporary off LRU pages or non-LRU movable pages.
1032                          * Treat them as unmovable pages since they can't be
1033                          * isolated, so they can't be moved at the moment.  It
1034                          * should return -EIO for this case too.
1035                          */
1036                         return -EIO;
1037                 }
1038         }
1039
1040         return 0;
1041 }
1042
1043 /*
1044  * Migrate pages from one node to a target node.
1045  * Returns error or the number of pages not migrated.
1046  */
1047 static int migrate_to_node(struct mm_struct *mm, int source, int dest,
1048                            int flags)
1049 {
1050         nodemask_t nmask;
1051         LIST_HEAD(pagelist);
1052         int err = 0;
1053         struct migration_target_control mtc = {
1054                 .nid = dest,
1055                 .gfp_mask = GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_THISNODE,
1056         };
1057
1058         nodes_clear(nmask);
1059         node_set(source, nmask);
1060
1061         /*
1062          * This does not "check" the range but isolates all pages that
1063          * need migration.  Between passing in the full user address
1064          * space range and MPOL_MF_DISCONTIG_OK, this call can not fail.
1065          */
1066         VM_BUG_ON(!(flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)));
1067         queue_pages_range(mm, mm->mmap->vm_start, mm->task_size, &nmask,
1068                         flags | MPOL_MF_DISCONTIG_OK, &pagelist);
1069
1070         if (!list_empty(&pagelist)) {
1071                 err = migrate_pages(&pagelist, alloc_migration_target, NULL,
1072                                 (unsigned long)&mtc, MIGRATE_SYNC, MR_SYSCALL, NULL);
1073                 if (err)
1074                         putback_movable_pages(&pagelist);
1075         }
1076
1077         return err;
1078 }
1079
1080 /*
1081  * Move pages between the two nodesets so as to preserve the physical
1082  * layout as much as possible.
1083  *
1084  * Returns the number of page that could not be moved.
1085  */
1086 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1087                      const nodemask_t *to, int flags)
1088 {
1089         int busy = 0;
1090         int err = 0;
1091         nodemask_t tmp;
1092
1093         lru_cache_disable();
1094
1095         mmap_read_lock(mm);
1096
1097         /*
1098          * Find a 'source' bit set in 'tmp' whose corresponding 'dest'
1099          * bit in 'to' is not also set in 'tmp'.  Clear the found 'source'
1100          * bit in 'tmp', and return that <source, dest> pair for migration.
1101          * The pair of nodemasks 'to' and 'from' define the map.
1102          *
1103          * If no pair of bits is found that way, fallback to picking some
1104          * pair of 'source' and 'dest' bits that are not the same.  If the
1105          * 'source' and 'dest' bits are the same, this represents a node
1106          * that will be migrating to itself, so no pages need move.
1107          *
1108          * If no bits are left in 'tmp', or if all remaining bits left
1109          * in 'tmp' correspond to the same bit in 'to', return false
1110          * (nothing left to migrate).
1111          *
1112          * This lets us pick a pair of nodes to migrate between, such that
1113          * if possible the dest node is not already occupied by some other
1114          * source node, minimizing the risk of overloading the memory on a
1115          * node that would happen if we migrated incoming memory to a node
1116          * before migrating outgoing memory source that same node.
1117          *
1118          * A single scan of tmp is sufficient.  As we go, we remember the
1119          * most recent <s, d> pair that moved (s != d).  If we find a pair
1120          * that not only moved, but what's better, moved to an empty slot
1121          * (d is not set in tmp), then we break out then, with that pair.
1122          * Otherwise when we finish scanning from_tmp, we at least have the
1123          * most recent <s, d> pair that moved.  If we get all the way through
1124          * the scan of tmp without finding any node that moved, much less
1125          * moved to an empty node, then there is nothing left worth migrating.
1126          */
1127
1128         tmp = *from;
1129         while (!nodes_empty(tmp)) {
1130                 int s, d;
1131                 int source = NUMA_NO_NODE;
1132                 int dest = 0;
1133
1134                 for_each_node_mask(s, tmp) {
1135
1136                         /*
1137                          * do_migrate_pages() tries to maintain the relative
1138                          * node relationship of the pages established between
1139                          * threads and memory areas.
1140                          *
1141                          * However if the number of source nodes is not equal to
1142                          * the number of destination nodes we can not preserve
1143                          * this node relative relationship.  In that case, skip
1144                          * copying memory from a node that is in the destination
1145                          * mask.
1146                          *
1147                          * Example: [2,3,4] -> [3,4,5] moves everything.
1148                          *          [0-7] - > [3,4,5] moves only 0,1,2,6,7.
1149                          */
1150
1151                         if ((nodes_weight(*from) != nodes_weight(*to)) &&
1152                                                 (node_isset(s, *to)))
1153                                 continue;
1154
1155                         d = node_remap(s, *from, *to);
1156                         if (s == d)
1157                                 continue;
1158
1159                         source = s;     /* Node moved. Memorize */
1160                         dest = d;
1161
1162                         /* dest not in remaining from nodes? */
1163                         if (!node_isset(dest, tmp))
1164                                 break;
1165                 }
1166                 if (source == NUMA_NO_NODE)
1167                         break;
1168
1169                 node_clear(source, tmp);
1170                 err = migrate_to_node(mm, source, dest, flags);
1171                 if (err > 0)
1172                         busy += err;
1173                 if (err < 0)
1174                         break;
1175         }
1176         mmap_read_unlock(mm);
1177
1178         lru_cache_enable();
1179         if (err < 0)
1180                 return err;
1181         return busy;
1182
1183 }
1184
1185 /*
1186  * Allocate a new page for page migration based on vma policy.
1187  * Start by assuming the page is mapped by the same vma as contains @start.
1188  * Search forward from there, if not.  N.B., this assumes that the
1189  * list of pages handed to migrate_pages()--which is how we get here--
1190  * is in virtual address order.
1191  */
1192 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start)
1193 {
1194         struct vm_area_struct *vma;
1195         unsigned long address;
1196
1197         vma = find_vma(current->mm, start);
1198         while (vma) {
1199                 address = page_address_in_vma(page, vma);
1200                 if (address != -EFAULT)
1201                         break;
1202                 vma = vma->vm_next;
1203         }
1204
1205         if (PageHuge(page)) {
1206                 return alloc_huge_page_vma(page_hstate(compound_head(page)),
1207                                 vma, address);
1208         } else if (PageTransHuge(page)) {
1209                 struct page *thp;
1210
1211                 thp = alloc_hugepage_vma(GFP_TRANSHUGE, vma, address,
1212                                          HPAGE_PMD_ORDER);
1213                 if (!thp)
1214                         return NULL;
1215                 prep_transhuge_page(thp);
1216                 return thp;
1217         }
1218         /*
1219          * if !vma, alloc_page_vma() will use task or system default policy
1220          */
1221         return alloc_page_vma(GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_RETRY_MAYFAIL,
1222                         vma, address);
1223 }
1224 #else
1225
1226 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1227                                 unsigned long flags)
1228 {
1229         return -EIO;
1230 }
1231
1232 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1233                      const nodemask_t *to, int flags)
1234 {
1235         return -ENOSYS;
1236 }
1237
1238 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start)
1239 {
1240         return NULL;
1241 }
1242 #endif
1243
1244 static long do_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1245                      unsigned short mode, unsigned short mode_flags,
1246                      nodemask_t *nmask, unsigned long flags)
1247 {
1248         struct mm_struct *mm = current->mm;
1249         struct mempolicy *new;
1250         unsigned long end;
1251         int err;
1252         int ret;
1253         LIST_HEAD(pagelist);
1254
1255         if (flags & ~(unsigned long)MPOL_MF_VALID)
1256                 return -EINVAL;
1257         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1258                 return -EPERM;
1259
1260         if (start & ~PAGE_MASK)
1261                 return -EINVAL;
1262
1263         if (mode == MPOL_DEFAULT)
1264                 flags &= ~MPOL_MF_STRICT;
1265
1266         len = (len + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
1267         end = start + len;
1268
1269         if (end < start)
1270                 return -EINVAL;
1271         if (end == start)
1272                 return 0;
1273
1274         new = mpol_new(mode, mode_flags, nmask);
1275         if (IS_ERR(new))
1276                 return PTR_ERR(new);
1277
1278         if (flags & MPOL_MF_LAZY)
1279                 new->flags |= MPOL_F_MOF;
1280
1281         /*
1282          * If we are using the default policy then operation
1283          * on discontinuous address spaces is okay after all
1284          */
1285         if (!new)
1286                 flags |= MPOL_MF_DISCONTIG_OK;
1287
1288         pr_debug("mbind %lx-%lx mode:%d flags:%d nodes:%lx\n",
1289                  start, start + len, mode, mode_flags,
1290                  nmask ? nodes_addr(*nmask)[0] : NUMA_NO_NODE);
1291
1292         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
1293
1294                 lru_cache_disable();
1295         }
1296         {
1297                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1298                 if (scratch) {
1299                         mmap_write_lock(mm);
1300                         err = mpol_set_nodemask(new, nmask, scratch);
1301                         if (err)
1302                                 mmap_write_unlock(mm);
1303                 } else
1304                         err = -ENOMEM;
1305                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1306         }
1307         if (err)
1308                 goto mpol_out;
1309
1310         ret = queue_pages_range(mm, start, end, nmask,
1311                           flags | MPOL_MF_INVERT, &pagelist);
1312
1313         if (ret < 0) {
1314                 err = ret;
1315                 goto up_out;
1316         }
1317
1318         err = mbind_range(mm, start, end, new);
1319
1320         if (!err) {
1321                 int nr_failed = 0;
1322
1323                 if (!list_empty(&pagelist)) {
1324                         WARN_ON_ONCE(flags & MPOL_MF_LAZY);
1325                         nr_failed = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL,
1326                                 start, MIGRATE_SYNC, MR_MEMPOLICY_MBIND, NULL);
1327                         if (nr_failed)
1328                                 putback_movable_pages(&pagelist);
1329                 }
1330
1331                 if ((ret > 0) || (nr_failed && (flags & MPOL_MF_STRICT)))
1332                         err = -EIO;
1333         } else {
1334 up_out:
1335                 if (!list_empty(&pagelist))
1336                         putback_movable_pages(&pagelist);
1337         }
1338
1339         mmap_write_unlock(mm);
1340 mpol_out:
1341         mpol_put(new);
1342         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL))
1343                 lru_cache_enable();
1344         return err;
1345 }
1346
1347 /*
1348  * User space interface with variable sized bitmaps for nodelists.
1349  */
1350 static int get_bitmap(unsigned long *mask, const unsigned long __user *nmask,
1351                       unsigned long maxnode)
1352 {
1353         unsigned long nlongs = BITS_TO_LONGS(maxnode);
1354         int ret;
1355
1356         if (in_compat_syscall())
1357                 ret = compat_get_bitmap(mask,
1358                                         (const compat_ulong_t __user *)nmask,
1359                                         maxnode);
1360         else
1361                 ret = copy_from_user(mask, nmask,
1362                                      nlongs * sizeof(unsigned long));
1363
1364         if (ret)
1365                 return -EFAULT;
1366
1367         if (maxnode % BITS_PER_LONG)
1368                 mask[nlongs - 1] &= (1UL << (maxnode % BITS_PER_LONG)) - 1;
1369
1370         return 0;
1371 }
1372
1373 /* Copy a node mask from user space. */
1374 static int get_nodes(nodemask_t *nodes, const unsigned long __user *nmask,
1375                      unsigned long maxnode)
1376 {
1377         --maxnode;
1378         nodes_clear(*nodes);
1379         if (maxnode == 0 || !nmask)
1380                 return 0;
1381         if (maxnode > PAGE_SIZE*BITS_PER_BYTE)
1382                 return -EINVAL;
1383
1384         /*
1385          * When the user specified more nodes than supported just check
1386          * if the non supported part is all zero, one word at a time,
1387          * starting at the end.
1388          */
1389         while (maxnode > MAX_NUMNODES) {
1390                 unsigned long bits = min_t(unsigned long, maxnode, BITS_PER_LONG);
1391                 unsigned long t;
1392
1393                 if (get_bitmap(&t, &nmask[maxnode / BITS_PER_LONG], bits))
1394                         return -EFAULT;
1395
1396                 if (maxnode - bits >= MAX_NUMNODES) {
1397                         maxnode -= bits;
1398                 } else {
1399                         maxnode = MAX_NUMNODES;
1400                         t &= ~((1UL << (MAX_NUMNODES % BITS_PER_LONG)) - 1);
1401                 }
1402                 if (t)
1403                         return -EINVAL;
1404         }
1405
1406         return get_bitmap(nodes_addr(*nodes), nmask, maxnode);
1407 }
1408
1409 /* Copy a kernel node mask to user space */
1410 static int copy_nodes_to_user(unsigned long __user *mask, unsigned long maxnode,
1411                               nodemask_t *nodes)
1412 {
1413         unsigned long copy = ALIGN(maxnode-1, 64) / 8;
1414         unsigned int nbytes = BITS_TO_LONGS(nr_node_ids) * sizeof(long);
1415         bool compat = in_compat_syscall();
1416
1417         if (compat)
1418                 nbytes = BITS_TO_COMPAT_LONGS(nr_node_ids) * sizeof(compat_long_t);
1419
1420         if (copy > nbytes) {
1421                 if (copy > PAGE_SIZE)
1422                         return -EINVAL;
1423                 if (clear_user((char __user *)mask + nbytes, copy - nbytes))
1424                         return -EFAULT;
1425                 copy = nbytes;
1426                 maxnode = nr_node_ids;
1427         }
1428
1429         if (compat)
1430                 return compat_put_bitmap((compat_ulong_t __user *)mask,
1431                                          nodes_addr(*nodes), maxnode);
1432
1433         return copy_to_user(mask, nodes_addr(*nodes), copy) ? -EFAULT : 0;
1434 }
1435
1436 /* Basic parameter sanity check used by both mbind() and set_mempolicy() */
1437 static inline int sanitize_mpol_flags(int *mode, unsigned short *flags)
1438 {
1439         *flags = *mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1440         *mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1441
1442         if ((unsigned int)(*mode) >=  MPOL_MAX)
1443                 return -EINVAL;
1444         if ((*flags & MPOL_F_STATIC_NODES) && (*flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1445                 return -EINVAL;
1446         if (*flags & MPOL_F_NUMA_BALANCING) {
1447                 if (*mode != MPOL_BIND)
1448                         return -EINVAL;
1449                 *flags |= (MPOL_F_MOF | MPOL_F_MORON);
1450         }
1451         return 0;
1452 }
1453
1454 static long kernel_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1455                          unsigned long mode, const unsigned long __user *nmask,
1456                          unsigned long maxnode, unsigned int flags)
1457 {
1458         unsigned short mode_flags;
1459         nodemask_t nodes;
1460         int lmode = mode;
1461         int err;
1462
1463         start = untagged_addr(start);
1464         err = sanitize_mpol_flags(&lmode, &mode_flags);
1465         if (err)
1466                 return err;
1467
1468         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1469         if (err)
1470                 return err;
1471
1472         return do_mbind(start, len, lmode, mode_flags, &nodes, flags);
1473 }
1474
1475 SYSCALL_DEFINE4(set_mempolicy_home_node, unsigned long, start, unsigned long, len,
1476                 unsigned long, home_node, unsigned long, flags)
1477 {
1478         struct mm_struct *mm = current->mm;
1479         struct vm_area_struct *vma;
1480         struct mempolicy *new;
1481         unsigned long vmstart;
1482         unsigned long vmend;
1483         unsigned long end;
1484         int err = -ENOENT;
1485
1486         start = untagged_addr(start);
1487         if (start & ~PAGE_MASK)
1488                 return -EINVAL;
1489         /*
1490          * flags is used for future extension if any.
1491          */
1492         if (flags != 0)
1493                 return -EINVAL;
1494
1495         /*
1496          * Check home_node is online to avoid accessing uninitialized
1497          * NODE_DATA.
1498          */
1499         if (home_node >= MAX_NUMNODES || !node_online(home_node))
1500                 return -EINVAL;
1501
1502         len = (len + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
1503         end = start + len;
1504
1505         if (end < start)
1506                 return -EINVAL;
1507         if (end == start)
1508                 return 0;
1509         mmap_write_lock(mm);
1510         vma = find_vma(mm, start);
1511         for (; vma && vma->vm_start < end;  vma = vma->vm_next) {
1512
1513                 vmstart = max(start, vma->vm_start);
1514                 vmend   = min(end, vma->vm_end);
1515                 new = mpol_dup(vma_policy(vma));
1516                 if (IS_ERR(new)) {
1517                         err = PTR_ERR(new);
1518                         break;
1519                 }
1520                 /*
1521                  * Only update home node if there is an existing vma policy
1522                  */
1523                 if (!new)
1524                         continue;
1525
1526                 /*
1527                  * If any vma in the range got policy other than MPOL_BIND
1528                  * or MPOL_PREFERRED_MANY we return error. We don't reset
1529                  * the home node for vmas we already updated before.
1530                  */
1531                 if (new->mode != MPOL_BIND && new->mode != MPOL_PREFERRED_MANY) {
1532                         err = -EOPNOTSUPP;
1533                         break;
1534                 }
1535
1536                 new->home_node = home_node;
1537                 err = mbind_range(mm, vmstart, vmend, new);
1538                 mpol_put(new);
1539                 if (err)
1540                         break;
1541         }
1542         mmap_write_unlock(mm);
1543         return err;
1544 }
1545
1546 SYSCALL_DEFINE6(mbind, unsigned long, start, unsigned long, len,
1547                 unsigned long, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1548                 unsigned long, maxnode, unsigned int, flags)
1549 {
1550         return kernel_mbind(start, len, mode, nmask, maxnode, flags);
1551 }
1552
1553 /* Set the process memory policy */
1554 static long kernel_set_mempolicy(int mode, const unsigned long __user *nmask,
1555                                  unsigned long maxnode)
1556 {
1557         unsigned short mode_flags;
1558         nodemask_t nodes;
1559         int lmode = mode;
1560         int err;
1561
1562         err = sanitize_mpol_flags(&lmode, &mode_flags);
1563         if (err)
1564                 return err;
1565
1566         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1567         if (err)
1568                 return err;
1569
1570         return do_set_mempolicy(lmode, mode_flags, &nodes);
1571 }
1572
1573 SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1574                 unsigned long, maxnode)
1575 {
1576         return kernel_set_mempolicy(mode, nmask, maxnode);
1577 }
1578
1579 static int kernel_migrate_pages(pid_t pid, unsigned long maxnode,
1580                                 const unsigned long __user *old_nodes,
1581                                 const unsigned long __user *new_nodes)
1582 {
1583         struct mm_struct *mm = NULL;
1584         struct task_struct *task;
1585         nodemask_t task_nodes;
1586         int err;
1587         nodemask_t *old;
1588         nodemask_t *new;
1589         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1590
1591         if (!scratch)
1592                 return -ENOMEM;
1593
1594         old = &scratch->mask1;
1595         new = &scratch->mask2;
1596
1597         err = get_nodes(old, old_nodes, maxnode);
1598         if (err)
1599                 goto out;
1600
1601         err = get_nodes(new, new_nodes, maxnode);
1602         if (err)
1603                 goto out;
1604
1605         /* Find the mm_struct */
1606         rcu_read_lock();
1607         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1608         if (!task) {
1609                 rcu_read_unlock();
1610                 err = -ESRCH;
1611                 goto out;
1612         }
1613         get_task_struct(task);
1614
1615         err = -EINVAL;
1616
1617         /*
1618          * Check if this process has the right to modify the specified process.
1619          * Use the regular "ptrace_may_access()" checks.
1620          */
1621         if (!ptrace_may_access(task, PTRACE_MODE_READ_REALCREDS)) {
1622                 rcu_read_unlock();
1623                 err = -EPERM;
1624                 goto out_put;
1625         }
1626         rcu_read_unlock();
1627
1628         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1629         /* Is the user allowed to access the target nodes? */
1630         if (!nodes_subset(*new, task_nodes) && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1631                 err = -EPERM;
1632                 goto out_put;
1633         }
1634
1635         task_nodes = cpuset_mems_allowed(current);
1636         nodes_and(*new, *new, task_nodes);
1637         if (nodes_empty(*new))
1638                 goto out_put;
1639
1640         err = security_task_movememory(task);
1641         if (err)
1642                 goto out_put;
1643
1644         mm = get_task_mm(task);
1645         put_task_struct(task);
1646
1647         if (!mm) {
1648                 err = -EINVAL;
1649                 goto out;
1650         }
1651
1652         err = do_migrate_pages(mm, old, new,
1653                 capable(CAP_SYS_NICE) ? MPOL_MF_MOVE_ALL : MPOL_MF_MOVE);
1654
1655         mmput(mm);
1656 out:
1657         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1658
1659         return err;
1660
1661 out_put:
1662         put_task_struct(task);
1663         goto out;
1664
1665 }
1666
1667 SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, pid_t, pid, unsigned long, maxnode,
1668                 const unsigned long __user *, old_nodes,
1669                 const unsigned long __user *, new_nodes)
1670 {
1671         return kernel_migrate_pages(pid, maxnode, old_nodes, new_nodes);
1672 }
1673
1674
1675 /* Retrieve NUMA policy */
1676 static int kernel_get_mempolicy(int __user *policy,
1677                                 unsigned long __user *nmask,
1678                                 unsigned long maxnode,
1679                                 unsigned long addr,
1680                                 unsigned long flags)
1681 {
1682         int err;
1683         int pval;
1684         nodemask_t nodes;
1685
1686         if (nmask != NULL && maxnode < nr_node_ids)
1687                 return -EINVAL;
1688
1689         addr = untagged_addr(addr);
1690
1691         err = do_get_mempolicy(&pval, &nodes, addr, flags);
1692
1693         if (err)
1694                 return err;
1695
1696         if (policy && put_user(pval, policy))
1697                 return -EFAULT;
1698
1699         if (nmask)
1700                 err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, &nodes);
1701
1702         return err;
1703 }
1704
1705 SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1706                 unsigned long __user *, nmask, unsigned long, maxnode,
1707                 unsigned long, addr, unsigned long, flags)
1708 {
1709         return kernel_get_mempolicy(policy, nmask, maxnode, addr, flags);
1710 }
1711
1712 bool vma_migratable(struct vm_area_struct *vma)
1713 {
1714         if (vma->vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP))
1715                 return false;
1716
1717         /*
1718          * DAX device mappings require predictable access latency, so avoid
1719          * incurring periodic faults.
1720          */
1721         if (vma_is_dax(vma))
1722                 return false;
1723
1724         if (is_vm_hugetlb_page(vma) &&
1725                 !hugepage_migration_supported(hstate_vma(vma)))
1726                 return false;
1727
1728         /*
1729          * Migration allocates pages in the highest zone. If we cannot
1730          * do so then migration (at least from node to node) is not
1731          * possible.
1732          */
1733         if (vma->vm_file &&
1734                 gfp_zone(mapping_gfp_mask(vma->vm_file->f_mapping))
1735                         < policy_zone)
1736                 return false;
1737         return true;
1738 }
1739
1740 struct mempolicy *__get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1741                                                 unsigned long addr)
1742 {
1743         struct mempolicy *pol = NULL;
1744
1745         if (vma) {
1746                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1747                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
1748                 } else if (vma->vm_policy) {
1749                         pol = vma->vm_policy;
1750
1751                         /*
1752                          * shmem_alloc_page() passes MPOL_F_SHARED policy with
1753                          * a pseudo vma whose vma->vm_ops=NULL. Take a reference
1754                          * count on these policies which will be dropped by
1755                          * mpol_cond_put() later
1756                          */
1757                         if (mpol_needs_cond_ref(pol))
1758                                 mpol_get(pol);
1759                 }
1760         }
1761
1762         return pol;
1763 }
1764
1765 /*
1766  * get_vma_policy(@vma, @addr)
1767  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
1768  * @addr: address in @vma for shared policy lookup
1769  *
1770  * Returns effective policy for a VMA at specified address.
1771  * Falls back to current->mempolicy or system default policy, as necessary.
1772  * Shared policies [those marked as MPOL_F_SHARED] require an extra reference
1773  * count--added by the get_policy() vm_op, as appropriate--to protect against
1774  * freeing by another task.  It is the caller's responsibility to free the
1775  * extra reference for shared policies.
1776  */
1777 static struct mempolicy *get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1778                                                 unsigned long addr)
1779 {
1780         struct mempolicy *pol = __get_vma_policy(vma, addr);
1781
1782         if (!pol)
1783                 pol = get_task_policy(current);
1784
1785         return pol;
1786 }
1787
1788 bool vma_policy_mof(struct vm_area_struct *vma)
1789 {
1790         struct mempolicy *pol;
1791
1792         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1793                 bool ret = false;
1794
1795                 pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, vma->vm_start);
1796                 if (pol && (pol->flags & MPOL_F_MOF))
1797                         ret = true;
1798                 mpol_cond_put(pol);
1799
1800                 return ret;
1801         }
1802
1803         pol = vma->vm_policy;
1804         if (!pol)
1805                 pol = get_task_policy(current);
1806
1807         return pol->flags & MPOL_F_MOF;
1808 }
1809
1810 static int apply_policy_zone(struct mempolicy *policy, enum zone_type zone)
1811 {
1812         enum zone_type dynamic_policy_zone = policy_zone;
1813
1814         BUG_ON(dynamic_policy_zone == ZONE_MOVABLE);
1815
1816         /*
1817          * if policy->nodes has movable memory only,
1818          * we apply policy when gfp_zone(gfp) = ZONE_MOVABLE only.
1819          *
1820          * policy->nodes is intersect with node_states[N_MEMORY].
1821          * so if the following test fails, it implies
1822          * policy->nodes has movable memory only.
1823          */
1824         if (!nodes_intersects(policy->nodes, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
1825                 dynamic_policy_zone = ZONE_MOVABLE;
1826
1827         return zone >= dynamic_policy_zone;
1828 }
1829
1830 /*
1831  * Return a nodemask representing a mempolicy for filtering nodes for
1832  * page allocation
1833  */
1834 nodemask_t *policy_nodemask(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1835 {
1836         int mode = policy->mode;
1837
1838         /* Lower zones don't get a nodemask applied for MPOL_BIND */
1839         if (unlikely(mode == MPOL_BIND) &&
1840                 apply_policy_zone(policy, gfp_zone(gfp)) &&
1841                 cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(&policy->nodes))
1842                 return &policy->nodes;
1843
1844         if (mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
1845                 return &policy->nodes;
1846
1847         return NULL;
1848 }
1849
1850 /*
1851  * Return the  preferred node id for 'prefer' mempolicy, and return
1852  * the given id for all other policies.
1853  *
1854  * policy_node() is always coupled with policy_nodemask(), which
1855  * secures the nodemask limit for 'bind' and 'prefer-many' policy.
1856  */
1857 static int policy_node(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy, int nd)
1858 {
1859         if (policy->mode == MPOL_PREFERRED) {
1860                 nd = first_node(policy->nodes);
1861         } else {
1862                 /*
1863                  * __GFP_THISNODE shouldn't even be used with the bind policy
1864                  * because we might easily break the expectation to stay on the
1865                  * requested node and not break the policy.
1866                  */
1867                 WARN_ON_ONCE(policy->mode == MPOL_BIND && (gfp & __GFP_THISNODE));
1868         }
1869
1870         if ((policy->mode == MPOL_BIND ||
1871              policy->mode == MPOL_PREFERRED_MANY) &&
1872             policy->home_node != NUMA_NO_NODE)
1873                 return policy->home_node;
1874
1875         return nd;
1876 }
1877
1878 /* Do dynamic interleaving for a process */
1879 static unsigned interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
1880 {
1881         unsigned next;
1882         struct task_struct *me = current;
1883
1884         next = next_node_in(me->il_prev, policy->nodes);
1885         if (next < MAX_NUMNODES)
1886                 me->il_prev = next;
1887         return next;
1888 }
1889
1890 /*
1891  * Depending on the memory policy provide a node from which to allocate the
1892  * next slab entry.
1893  */
1894 unsigned int mempolicy_slab_node(void)
1895 {
1896         struct mempolicy *policy;
1897         int node = numa_mem_id();
1898
1899         if (!in_task())
1900                 return node;
1901
1902         policy = current->mempolicy;
1903         if (!policy)
1904                 return node;
1905
1906         switch (policy->mode) {
1907         case MPOL_PREFERRED:
1908                 return first_node(policy->nodes);
1909
1910         case MPOL_INTERLEAVE:
1911                 return interleave_nodes(policy);
1912
1913         case MPOL_BIND:
1914         case MPOL_PREFERRED_MANY:
1915         {
1916                 struct zoneref *z;
1917
1918                 /*
1919                  * Follow bind policy behavior and start allocation at the
1920                  * first node.
1921                  */
1922                 struct zonelist *zonelist;
1923                 enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(GFP_KERNEL);
1924                 zonelist = &NODE_DATA(node)->node_zonelists[ZONELIST_FALLBACK];
1925                 z = first_zones_zonelist(zonelist, highest_zoneidx,
1926                                                         &policy->nodes);
1927                 return z->zone ? zone_to_nid(z->zone) : node;
1928         }
1929         case MPOL_LOCAL:
1930                 return node;
1931
1932         default:
1933                 BUG();
1934         }
1935 }
1936
1937 /*
1938  * Do static interleaving for a VMA with known offset @n.  Returns the n'th
1939  * node in pol->nodes (starting from n=0), wrapping around if n exceeds the
1940  * number of present nodes.
1941  */
1942 static unsigned offset_il_node(struct mempolicy *pol, unsigned long n)
1943 {
1944         nodemask_t nodemask = pol->nodes;
1945         unsigned int target, nnodes;
1946         int i;
1947         int nid;
1948         /*
1949          * The barrier will stabilize the nodemask in a register or on
1950          * the stack so that it will stop changing under the code.
1951          *
1952          * Between first_node() and next_node(), pol->nodes could be changed
1953          * by other threads. So we put pol->nodes in a local stack.
1954          */
1955         barrier();
1956
1957         nnodes = nodes_weight(nodemask);
1958         if (!nnodes)
1959                 return numa_node_id();
1960         target = (unsigned int)n % nnodes;
1961         nid = first_node(nodemask);
1962         for (i = 0; i < target; i++)
1963                 nid = next_node(nid, nodemask);
1964         return nid;
1965 }
1966
1967 /* Determine a node number for interleave */
1968 static inline unsigned interleave_nid(struct mempolicy *pol,
1969                  struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, int shift)
1970 {
1971         if (vma) {
1972                 unsigned long off;
1973
1974                 /*
1975                  * for small pages, there is no difference between
1976                  * shift and PAGE_SHIFT, so the bit-shift is safe.
1977                  * for huge pages, since vm_pgoff is in units of small
1978                  * pages, we need to shift off the always 0 bits to get
1979                  * a useful offset.
1980                  */
1981                 BUG_ON(shift < PAGE_SHIFT);
1982                 off = vma->vm_pgoff >> (shift - PAGE_SHIFT);
1983                 off += (addr - vma->vm_start) >> shift;
1984                 return offset_il_node(pol, off);
1985         } else
1986                 return interleave_nodes(pol);
1987 }
1988
1989 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
1990 /*
1991  * huge_node(@vma, @addr, @gfp_flags, @mpol)
1992  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
1993  * @addr: address in @vma for shared policy lookup and interleave policy
1994  * @gfp_flags: for requested zone
1995  * @mpol: pointer to mempolicy pointer for reference counted mempolicy
1996  * @nodemask: pointer to nodemask pointer for 'bind' and 'prefer-many' policy
1997  *
1998  * Returns a nid suitable for a huge page allocation and a pointer
1999  * to the struct mempolicy for conditional unref after allocation.
2000  * If the effective policy is 'bind' or 'prefer-many', returns a pointer
2001  * to the mempolicy's @nodemask for filtering the zonelist.
2002  *
2003  * Must be protected by read_mems_allowed_begin()
2004  */
2005 int huge_node(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, gfp_t gfp_flags,
2006                                 struct mempolicy **mpol, nodemask_t **nodemask)
2007 {
2008         int nid;
2009         int mode;
2010
2011         *mpol = get_vma_policy(vma, addr);
2012         *nodemask = NULL;
2013         mode = (*mpol)->mode;
2014
2015         if (unlikely(mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
2016                 nid = interleave_nid(*mpol, vma, addr,
2017                                         huge_page_shift(hstate_vma(vma)));
2018         } else {
2019                 nid = policy_node(gfp_flags, *mpol, numa_node_id());
2020                 if (mode == MPOL_BIND || mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
2021                         *nodemask = &(*mpol)->nodes;
2022         }
2023         return nid;
2024 }
2025
2026 /*
2027  * init_nodemask_of_mempolicy
2028  *
2029  * If the current task's mempolicy is "default" [NULL], return 'false'
2030  * to indicate default policy.  Otherwise, extract the policy nodemask
2031  * for 'bind' or 'interleave' policy into the argument nodemask, or
2032  * initialize the argument nodemask to contain the single node for
2033  * 'preferred' or 'local' policy and return 'true' to indicate presence
2034  * of non-default mempolicy.
2035  *
2036  * We don't bother with reference counting the mempolicy [mpol_get/put]
2037  * because the current task is examining it's own mempolicy and a task's
2038  * mempolicy is only ever changed by the task itself.
2039  *
2040  * N.B., it is the caller's responsibility to free a returned nodemask.
2041  */
2042 bool init_nodemask_of_mempolicy(nodemask_t *mask)
2043 {
2044         struct mempolicy *mempolicy;
2045
2046         if (!(mask && current->mempolicy))
2047                 return false;
2048
2049         task_lock(current);
2050         mempolicy = current->mempolicy;
2051         switch (mempolicy->mode) {
2052         case MPOL_PREFERRED:
2053         case MPOL_PREFERRED_MANY:
2054         case MPOL_BIND:
2055         case MPOL_INTERLEAVE:
2056                 *mask = mempolicy->nodes;
2057                 break;
2058
2059         case MPOL_LOCAL:
2060                 init_nodemask_of_node(mask, numa_node_id());
2061                 break;
2062
2063         default:
2064                 BUG();
2065         }
2066         task_unlock(current);
2067
2068         return true;
2069 }
2070 #endif
2071
2072 /*
2073  * mempolicy_in_oom_domain
2074  *
2075  * If tsk's mempolicy is "bind", check for intersection between mask and
2076  * the policy nodemask. Otherwise, return true for all other policies
2077  * including "interleave", as a tsk with "interleave" policy may have
2078  * memory allocated from all nodes in system.
2079  *
2080  * Takes task_lock(tsk) to prevent freeing of its mempolicy.
2081  */
2082 bool mempolicy_in_oom_domain(struct task_struct *tsk,
2083                                         const nodemask_t *mask)
2084 {
2085         struct mempolicy *mempolicy;
2086         bool ret = true;
2087
2088         if (!mask)
2089                 return ret;
2090
2091         task_lock(tsk);
2092         mempolicy = tsk->mempolicy;
2093         if (mempolicy && mempolicy->mode == MPOL_BIND)
2094                 ret = nodes_intersects(mempolicy->nodes, *mask);
2095         task_unlock(tsk);
2096
2097         return ret;
2098 }
2099
2100 /* Allocate a page in interleaved policy.
2101    Own path because it needs to do special accounting. */
2102 static struct page *alloc_page_interleave(gfp_t gfp, unsigned order,
2103                                         unsigned nid)
2104 {
2105         struct page *page;
2106
2107         page = __alloc_pages(gfp, order, nid, NULL);
2108         /* skip NUMA_INTERLEAVE_HIT counter update if numa stats is disabled */
2109         if (!static_branch_likely(&vm_numa_stat_key))
2110                 return page;
2111         if (page && page_to_nid(page) == nid) {
2112                 preempt_disable();
2113                 __count_numa_event(page_zone(page), NUMA_INTERLEAVE_HIT);
2114                 preempt_enable();
2115         }
2116         return page;
2117 }
2118
2119 static struct page *alloc_pages_preferred_many(gfp_t gfp, unsigned int order,
2120                                                 int nid, struct mempolicy *pol)
2121 {
2122         struct page *page;
2123         gfp_t preferred_gfp;
2124
2125         /*
2126          * This is a two pass approach. The first pass will only try the
2127          * preferred nodes but skip the direct reclaim and allow the
2128          * allocation to fail, while the second pass will try all the
2129          * nodes in system.
2130          */
2131         preferred_gfp = gfp | __GFP_NOWARN;
2132         preferred_gfp &= ~(__GFP_DIRECT_RECLAIM | __GFP_NOFAIL);
2133         page = __alloc_pages(preferred_gfp, order, nid, &pol->nodes);
2134         if (!page)
2135                 page = __alloc_pages(gfp, order, nid, NULL);
2136
2137         return page;
2138 }
2139
2140 /**
2141  * alloc_pages_vma - Allocate a page for a VMA.
2142  * @gfp: GFP flags.
2143  * @order: Order of the GFP allocation.
2144  * @vma: Pointer to VMA or NULL if not available.
2145  * @addr: Virtual address of the allocation.  Must be inside @vma.
2146  * @hugepage: For hugepages try only the preferred node if possible.
2147  *
2148  * Allocate a page for a specific address in @vma, using the appropriate
2149  * NUMA policy.  When @vma is not NULL the caller must hold the mmap_lock
2150  * of the mm_struct of the VMA to prevent it from going away.  Should be
2151  * used for all allocations for pages that will be mapped into user space.
2152  *
2153  * Return: The page on success or NULL if allocation fails.
2154  */
2155 struct page *alloc_pages_vma(gfp_t gfp, int order, struct vm_area_struct *vma,
2156                 unsigned long addr, bool hugepage)
2157 {
2158         struct mempolicy *pol;
2159         int node = numa_node_id();
2160         struct page *page;
2161         int preferred_nid;
2162         nodemask_t *nmask;
2163
2164         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2165
2166         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
2167                 unsigned nid;
2168
2169                 nid = interleave_nid(pol, vma, addr, PAGE_SHIFT + order);
2170                 mpol_cond_put(pol);
2171                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, nid);
2172                 goto out;
2173         }
2174
2175         if (pol->mode == MPOL_PREFERRED_MANY) {
2176                 node = policy_node(gfp, pol, node);
2177                 page = alloc_pages_preferred_many(gfp, order, node, pol);
2178                 mpol_cond_put(pol);
2179                 goto out;
2180         }
2181
2182         if (unlikely(IS_ENABLED(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) && hugepage)) {
2183                 int hpage_node = node;
2184
2185                 /*
2186                  * For hugepage allocation and non-interleave policy which
2187                  * allows the current node (or other explicitly preferred
2188                  * node) we only try to allocate from the current/preferred
2189                  * node and don't fall back to other nodes, as the cost of
2190                  * remote accesses would likely offset THP benefits.
2191                  *
2192                  * If the policy is interleave or does not allow the current
2193                  * node in its nodemask, we allocate the standard way.
2194                  */
2195                 if (pol->mode == MPOL_PREFERRED)
2196                         hpage_node = first_node(pol->nodes);
2197
2198                 nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2199                 if (!nmask || node_isset(hpage_node, *nmask)) {
2200                         mpol_cond_put(pol);
2201                         /*
2202                          * First, try to allocate THP only on local node, but
2203                          * don't reclaim unnecessarily, just compact.
2204                          */
2205                         page = __alloc_pages_node(hpage_node,
2206                                 gfp | __GFP_THISNODE | __GFP_NORETRY, order);
2207
2208                         /*
2209                          * If hugepage allocations are configured to always
2210                          * synchronous compact or the vma has been madvised
2211                          * to prefer hugepage backing, retry allowing remote
2212                          * memory with both reclaim and compact as well.
2213                          */
2214                         if (!page && (gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM))
2215                                 page = __alloc_pages(gfp, order, hpage_node, nmask);
2216
2217                         goto out;
2218                 }
2219         }
2220
2221         nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2222         preferred_nid = policy_node(gfp, pol, node);
2223         page = __alloc_pages(gfp, order, preferred_nid, nmask);
2224         mpol_cond_put(pol);
2225 out:
2226         return page;
2227 }
2228 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_vma);
2229
2230 /**
2231  * alloc_pages - Allocate pages.
2232  * @gfp: GFP flags.
2233  * @order: Power of two of number of pages to allocate.
2234  *
2235  * Allocate 1 << @order contiguous pages.  The physical address of the
2236  * first page is naturally aligned (eg an order-3 allocation will be aligned
2237  * to a multiple of 8 * PAGE_SIZE bytes).  The NUMA policy of the current
2238  * process is honoured when in process context.
2239  *
2240  * Context: Can be called from any context, providing the appropriate GFP
2241  * flags are used.
2242  * Return: The page on success or NULL if allocation fails.
2243  */
2244 struct page *alloc_pages(gfp_t gfp, unsigned order)
2245 {
2246         struct mempolicy *pol = &default_policy;
2247         struct page *page;
2248
2249         if (!in_interrupt() && !(gfp & __GFP_THISNODE))
2250                 pol = get_task_policy(current);
2251
2252         /*
2253          * No reference counting needed for current->mempolicy
2254          * nor system default_policy
2255          */
2256         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
2257                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, interleave_nodes(pol));
2258         else if (pol->mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
2259                 page = alloc_pages_preferred_many(gfp, order,
2260                                   policy_node(gfp, pol, numa_node_id()), pol);
2261         else
2262                 page = __alloc_pages(gfp, order,
2263                                 policy_node(gfp, pol, numa_node_id()),
2264                                 policy_nodemask(gfp, pol));
2265
2266         return page;
2267 }
2268 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages);
2269
2270 struct folio *folio_alloc(gfp_t gfp, unsigned order)
2271 {
2272         struct page *page = alloc_pages(gfp | __GFP_COMP, order);
2273
2274         if (page && order > 1)
2275                 prep_transhuge_page(page);
2276         return (struct folio *)page;
2277 }
2278 EXPORT_SYMBOL(folio_alloc);
2279
2280 static unsigned long alloc_pages_bulk_array_interleave(gfp_t gfp,
2281                 struct mempolicy *pol, unsigned long nr_pages,
2282                 struct page **page_array)
2283 {
2284         int nodes;
2285         unsigned long nr_pages_per_node;
2286         int delta;
2287         int i;
2288         unsigned long nr_allocated;
2289         unsigned long total_allocated = 0;
2290
2291         nodes = nodes_weight(pol->nodes);
2292         nr_pages_per_node = nr_pages / nodes;
2293         delta = nr_pages - nodes * nr_pages_per_node;
2294
2295         for (i = 0; i < nodes; i++) {
2296                 if (delta) {
2297                         nr_allocated = __alloc_pages_bulk(gfp,
2298                                         interleave_nodes(pol), NULL,
2299                                         nr_pages_per_node + 1, NULL,
2300                                         page_array);
2301                         delta--;
2302                 } else {
2303                         nr_allocated = __alloc_pages_bulk(gfp,
2304                                         interleave_nodes(pol), NULL,
2305                                         nr_pages_per_node, NULL, page_array);
2306                 }
2307
2308                 page_array += nr_allocated;
2309                 total_allocated += nr_allocated;
2310         }
2311
2312         return total_allocated;
2313 }
2314
2315 static unsigned long alloc_pages_bulk_array_preferred_many(gfp_t gfp, int nid,
2316                 struct mempolicy *pol, unsigned long nr_pages,
2317                 struct page **page_array)
2318 {
2319         gfp_t preferred_gfp;
2320         unsigned long nr_allocated = 0;
2321
2322         preferred_gfp = gfp | __GFP_NOWARN;
2323         preferred_gfp &= ~(__GFP_DIRECT_RECLAIM | __GFP_NOFAIL);
2324
2325         nr_allocated  = __alloc_pages_bulk(preferred_gfp, nid, &pol->nodes,
2326                                            nr_pages, NULL, page_array);
2327
2328         if (nr_allocated < nr_pages)
2329                 nr_allocated += __alloc_pages_bulk(gfp, numa_node_id(), NULL,
2330                                 nr_pages - nr_allocated, NULL,
2331                                 page_array + nr_allocated);
2332         return nr_allocated;
2333 }
2334
2335 /* alloc pages bulk and mempolicy should be considered at the
2336  * same time in some situation such as vmalloc.
2337  *
2338  * It can accelerate memory allocation especially interleaving
2339  * allocate memory.
2340  */
2341 unsigned long alloc_pages_bulk_array_mempolicy(gfp_t gfp,
2342                 unsigned long nr_pages, struct page **page_array)
2343 {
2344         struct mempolicy *pol = &default_policy;
2345
2346         if (!in_interrupt() && !(gfp & __GFP_THISNODE))
2347                 pol = get_task_policy(current);
2348
2349         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
2350                 return alloc_pages_bulk_array_interleave(gfp, pol,
2351                                                          nr_pages, page_array);
2352
2353         if (pol->mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
2354                 return alloc_pages_bulk_array_preferred_many(gfp,
2355                                 numa_node_id(), pol, nr_pages, page_array);
2356
2357         return __alloc_pages_bulk(gfp, policy_node(gfp, pol, numa_node_id()),
2358                                   policy_nodemask(gfp, pol), nr_pages, NULL,
2359                                   page_array);
2360 }
2361
2362 int vma_dup_policy(struct vm_area_struct *src, struct vm_area_struct *dst)
2363 {
2364         struct mempolicy *pol = mpol_dup(vma_policy(src));
2365
2366         if (IS_ERR(pol))
2367                 return PTR_ERR(pol);
2368         dst->vm_policy = pol;
2369         return 0;
2370 }
2371
2372 /*
2373  * If mpol_dup() sees current->cpuset == cpuset_being_rebound, then it
2374  * rebinds the mempolicy its copying by calling mpol_rebind_policy()
2375  * with the mems_allowed returned by cpuset_mems_allowed().  This
2376  * keeps mempolicies cpuset relative after its cpuset moves.  See
2377  * further kernel/cpuset.c update_nodemask().
2378  *
2379  * current's mempolicy may be rebinded by the other task(the task that changes
2380  * cpuset's mems), so we needn't do rebind work for current task.
2381  */
2382
2383 /* Slow path of a mempolicy duplicate */
2384 struct mempolicy *__mpol_dup(struct mempolicy *old)
2385 {
2386         struct mempolicy *new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2387
2388         if (!new)
2389                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2390
2391         /* task's mempolicy is protected by alloc_lock */
2392         if (old == current->mempolicy) {
2393                 task_lock(current);
2394                 *new = *old;
2395                 task_unlock(current);
2396         } else
2397                 *new = *old;
2398
2399         if (current_cpuset_is_being_rebound()) {
2400                 nodemask_t mems = cpuset_mems_allowed(current);
2401                 mpol_rebind_policy(new, &mems);
2402         }
2403         atomic_set(&new->refcnt, 1);
2404         return new;
2405 }
2406
2407 /* Slow path of a mempolicy comparison */
2408 bool __mpol_equal(struct mempolicy *a, struct mempolicy *b)
2409 {
2410         if (!a || !b)
2411                 return false;
2412         if (a->mode != b->mode)
2413                 return false;
2414         if (a->flags != b->flags)
2415                 return false;
2416         if (a->home_node != b->home_node)
2417                 return false;
2418         if (mpol_store_user_nodemask(a))
2419                 if (!nodes_equal(a->w.user_nodemask, b->w.user_nodemask))
2420                         return false;
2421
2422         switch (a->mode) {
2423         case MPOL_BIND:
2424         case MPOL_INTERLEAVE:
2425         case MPOL_PREFERRED:
2426         case MPOL_PREFERRED_MANY:
2427                 return !!nodes_equal(a->nodes, b->nodes);
2428         case MPOL_LOCAL:
2429                 return true;
2430         default:
2431                 BUG();
2432                 return false;
2433         }
2434 }
2435
2436 /*
2437  * Shared memory backing store policy support.
2438  *
2439  * Remember policies even when nobody has shared memory mapped.
2440  * The policies are kept in Red-Black tree linked from the inode.
2441  * They are protected by the sp->lock rwlock, which should be held
2442  * for any accesses to the tree.
2443  */
2444
2445 /*
2446  * lookup first element intersecting start-end.  Caller holds sp->lock for
2447  * reading or for writing
2448  */
2449 static struct sp_node *
2450 sp_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long start, unsigned long end)
2451 {
2452         struct rb_node *n = sp->root.rb_node;
2453
2454         while (n) {
2455                 struct sp_node *p = rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2456
2457                 if (start >= p->end)
2458                         n = n->rb_right;
2459                 else if (end <= p->start)
2460                         n = n->rb_left;
2461                 else
2462                         break;
2463         }
2464         if (!n)
2465                 return NULL;
2466         for (;;) {
2467                 struct sp_node *w = NULL;
2468                 struct rb_node *prev = rb_prev(n);
2469                 if (!prev)
2470                         break;
2471                 w = rb_entry(prev, struct sp_node, nd);
2472                 if (w->end <= start)
2473                         break;
2474                 n = prev;
2475         }
2476         return rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2477 }
2478
2479 /*
2480  * Insert a new shared policy into the list.  Caller holds sp->lock for
2481  * writing.
2482  */
2483 static void sp_insert(struct shared_policy *sp, struct sp_node *new)
2484 {
2485         struct rb_node **p = &sp->root.rb_node;
2486         struct rb_node *parent = NULL;
2487         struct sp_node *nd;
2488
2489         while (*p) {
2490                 parent = *p;
2491                 nd = rb_entry(parent, struct sp_node, nd);
2492                 if (new->start < nd->start)
2493                         p = &(*p)->rb_left;
2494                 else if (new->end > nd->end)
2495                         p = &(*p)->rb_right;
2496                 else
2497                         BUG();
2498         }
2499         rb_link_node(&new->nd, parent, p);
2500         rb_insert_color(&new->nd, &sp->root);
2501         pr_debug("inserting %lx-%lx: %d\n", new->start, new->end,
2502                  new->policy ? new->policy->mode : 0);
2503 }
2504
2505 /* Find shared policy intersecting idx */
2506 struct mempolicy *
2507 mpol_shared_policy_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long idx)
2508 {
2509         struct mempolicy *pol = NULL;
2510         struct sp_node *sn;
2511
2512         if (!sp->root.rb_node)
2513                 return NULL;
2514         read_lock(&sp->lock);
2515         sn = sp_lookup(sp, idx, idx+1);
2516         if (sn) {
2517                 mpol_get(sn->policy);
2518                 pol = sn->policy;
2519         }
2520         read_unlock(&sp->lock);
2521         return pol;
2522 }
2523
2524 static void sp_free(struct sp_node *n)
2525 {
2526         mpol_put(n->policy);
2527         kmem_cache_free(sn_cache, n);
2528 }
2529
2530 /**
2531  * mpol_misplaced - check whether current page node is valid in policy
2532  *
2533  * @page: page to be checked
2534  * @vma: vm area where page mapped
2535  * @addr: virtual address where page mapped
2536  *
2537  * Lookup current policy node id for vma,addr and "compare to" page's
2538  * node id.  Policy determination "mimics" alloc_page_vma().
2539  * Called from fault path where we know the vma and faulting address.
2540  *
2541  * Return: NUMA_NO_NODE if the page is in a node that is valid for this
2542  * policy, or a suitable node ID to allocate a replacement page from.
2543  */
2544 int mpol_misplaced(struct page *page, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
2545 {
2546         struct mempolicy *pol;
2547         struct zoneref *z;
2548         int curnid = page_to_nid(page);
2549         unsigned long pgoff;
2550         int thiscpu = raw_smp_processor_id();
2551         int thisnid = cpu_to_node(thiscpu);
2552         int polnid = NUMA_NO_NODE;
2553         int ret = NUMA_NO_NODE;
2554
2555         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2556         if (!(pol->flags & MPOL_F_MOF))
2557                 goto out;
2558
2559         switch (pol->mode) {
2560         case MPOL_INTERLEAVE:
2561                 pgoff = vma->vm_pgoff;
2562                 pgoff += (addr - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2563                 polnid = offset_il_node(pol, pgoff);
2564                 break;
2565
2566         case MPOL_PREFERRED:
2567                 if (node_isset(curnid, pol->nodes))
2568                         goto out;
2569                 polnid = first_node(pol->nodes);
2570                 break;
2571
2572         case MPOL_LOCAL:
2573                 polnid = numa_node_id();
2574                 break;
2575
2576         case MPOL_BIND:
2577                 /* Optimize placement among multiple nodes via NUMA balancing */
2578                 if (pol->flags & MPOL_F_MORON) {
2579                         if (node_isset(thisnid, pol->nodes))
2580                                 break;
2581                         goto out;
2582                 }
2583                 fallthrough;
2584
2585         case MPOL_PREFERRED_MANY:
2586                 /*
2587                  * use current page if in policy nodemask,
2588                  * else select nearest allowed node, if any.
2589                  * If no allowed nodes, use current [!misplaced].
2590                  */
2591                 if (node_isset(curnid, pol->nodes))
2592                         goto out;
2593                 z = first_zones_zonelist(
2594                                 node_zonelist(numa_node_id(), GFP_HIGHUSER),
2595                                 gfp_zone(GFP_HIGHUSER),
2596                                 &pol->nodes);
2597                 polnid = zone_to_nid(z->zone);
2598                 break;
2599
2600         default:
2601                 BUG();
2602         }
2603
2604         /* Migrate the page towards the node whose CPU is referencing it */
2605         if (pol->flags & MPOL_F_MORON) {
2606                 polnid = thisnid;
2607
2608                 if (!should_numa_migrate_memory(current, page, curnid, thiscpu))
2609                         goto out;
2610         }
2611
2612         if (curnid != polnid)
2613                 ret = polnid;
2614 out:
2615         mpol_cond_put(pol);
2616
2617         return ret;
2618 }
2619
2620 /*
2621  * Drop the (possibly final) reference to task->mempolicy.  It needs to be
2622  * dropped after task->mempolicy is set to NULL so that any allocation done as
2623  * part of its kmem_cache_free(), such as by KASAN, doesn't reference a freed
2624  * policy.
2625  */
2626 void mpol_put_task_policy(struct task_struct *task)
2627 {
2628         struct mempolicy *pol;
2629
2630         task_lock(task);
2631         pol = task->mempolicy;
2632         task->mempolicy = NULL;
2633         task_unlock(task);
2634         mpol_put(pol);
2635 }
2636
2637 static void sp_delete(struct shared_policy *sp, struct sp_node *n)
2638 {
2639         pr_debug("deleting %lx-l%lx\n", n->start, n->end);
2640         rb_erase(&n->nd, &sp->root);
2641         sp_free(n);
2642 }
2643
2644 static void sp_node_init(struct sp_node *node, unsigned long start,
2645                         unsigned long end, struct mempolicy *pol)
2646 {
2647         node->start = start;
2648         node->end = end;
2649         node->policy = pol;
2650 }
2651
2652 static struct sp_node *sp_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
2653                                 struct mempolicy *pol)
2654 {
2655         struct sp_node *n;
2656         struct mempolicy *newpol;
2657
2658         n = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2659         if (!n)
2660                 return NULL;
2661
2662         newpol = mpol_dup(pol);
2663         if (IS_ERR(newpol)) {
2664                 kmem_cache_free(sn_cache, n);
2665                 return NULL;
2666         }
2667         newpol->flags |= MPOL_F_SHARED;
2668         sp_node_init(n, start, end, newpol);
2669
2670         return n;
2671 }
2672
2673 /* Replace a policy range. */
2674 static int shared_policy_replace(struct shared_policy *sp, unsigned long start,
2675                                  unsigned long end, struct sp_node *new)
2676 {
2677         struct sp_node *n;
2678         struct sp_node *n_new = NULL;
2679         struct mempolicy *mpol_new = NULL;
2680         int ret = 0;
2681
2682 restart:
2683         write_lock(&sp->lock);
2684         n = sp_lookup(sp, start, end);
2685         /* Take care of old policies in the same range. */
2686         while (n && n->start < end) {
2687                 struct rb_node *next = rb_next(&n->nd);
2688                 if (n->start >= start) {
2689                         if (n->end <= end)
2690                                 sp_delete(sp, n);
2691                         else
2692                                 n->start = end;
2693                 } else {
2694                         /* Old policy spanning whole new range. */
2695                         if (n->end > end) {
2696                                 if (!n_new)
2697                                         goto alloc_new;
2698
2699                                 *mpol_new = *n->policy;
2700                                 atomic_set(&mpol_new->refcnt, 1);
2701                                 sp_node_init(n_new, end, n->end, mpol_new);
2702                                 n->end = start;
2703                                 sp_insert(sp, n_new);
2704                                 n_new = NULL;
2705                                 mpol_new = NULL;
2706                                 break;
2707                         } else
2708                                 n->end = start;
2709                 }
2710                 if (!next)
2711                         break;
2712                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2713         }
2714         if (new)
2715                 sp_insert(sp, new);
2716         write_unlock(&sp->lock);
2717         ret = 0;
2718
2719 err_out:
2720         if (mpol_new)
2721                 mpol_put(mpol_new);
2722         if (n_new)
2723                 kmem_cache_free(sn_cache, n_new);
2724
2725         return ret;
2726
2727 alloc_new:
2728         write_unlock(&sp->lock);
2729         ret = -ENOMEM;
2730         n_new = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2731         if (!n_new)
2732                 goto err_out;
2733         mpol_new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2734         if (!mpol_new)
2735                 goto err_out;
2736         goto restart;
2737 }
2738
2739 /**
2740  * mpol_shared_policy_init - initialize shared policy for inode
2741  * @sp: pointer to inode shared policy
2742  * @mpol:  struct mempolicy to install
2743  *
2744  * Install non-NULL @mpol in inode's shared policy rb-tree.
2745  * On entry, the current task has a reference on a non-NULL @mpol.
2746  * This must be released on exit.
2747  * This is called at get_inode() calls and we can use GFP_KERNEL.
2748  */
2749 void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *sp, struct mempolicy *mpol)
2750 {
2751         int ret;
2752
2753         sp->root = RB_ROOT;             /* empty tree == default mempolicy */
2754         rwlock_init(&sp->lock);
2755
2756         if (mpol) {
2757                 struct vm_area_struct pvma;
2758                 struct mempolicy *new;
2759                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2760
2761                 if (!scratch)
2762                         goto put_mpol;
2763                 /* contextualize the tmpfs mount point mempolicy */
2764                 new = mpol_new(mpol->mode, mpol->flags, &mpol->w.user_nodemask);
2765                 if (IS_ERR(new))
2766                         goto free_scratch; /* no valid nodemask intersection */
2767
2768                 task_lock(current);
2769                 ret = mpol_set_nodemask(new, &mpol->w.user_nodemask, scratch);
2770                 task_unlock(current);
2771                 if (ret)
2772                         goto put_new;
2773
2774                 /* Create pseudo-vma that contains just the policy */
2775                 vma_init(&pvma, NULL);
2776                 pvma.vm_end = TASK_SIZE;        /* policy covers entire file */
2777                 mpol_set_shared_policy(sp, &pvma, new); /* adds ref */
2778
2779 put_new:
2780                 mpol_put(new);                  /* drop initial ref */
2781 free_scratch:
2782                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2783 put_mpol:
2784                 mpol_put(mpol); /* drop our incoming ref on sb mpol */
2785         }
2786 }
2787
2788 int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *info,
2789                         struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *npol)
2790 {
2791         int err;
2792         struct sp_node *new = NULL;
2793         unsigned long sz = vma_pages(vma);
2794
2795         pr_debug("set_shared_policy %lx sz %lu %d %d %lx\n",
2796                  vma->vm_pgoff,
2797                  sz, npol ? npol->mode : -1,
2798                  npol ? npol->flags : -1,
2799                  npol ? nodes_addr(npol->nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
2800
2801         if (npol) {
2802                 new = sp_alloc(vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, npol);
2803                 if (!new)
2804                         return -ENOMEM;
2805         }
2806         err = shared_policy_replace(info, vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff+sz, new);
2807         if (err && new)
2808                 sp_free(new);
2809         return err;
2810 }
2811
2812 /* Free a backing policy store on inode delete. */
2813 void mpol_free_shared_policy(struct shared_policy *p)
2814 {
2815         struct sp_node *n;
2816         struct rb_node *next;
2817
2818         if (!p->root.rb_node)
2819                 return;
2820         write_lock(&p->lock);
2821         next = rb_first(&p->root);
2822         while (next) {
2823                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2824                 next = rb_next(&n->nd);
2825                 sp_delete(p, n);
2826         }
2827         write_unlock(&p->lock);
2828 }
2829
2830 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2831 static int __initdata numabalancing_override;
2832
2833 static void __init check_numabalancing_enable(void)
2834 {
2835         bool numabalancing_default = false;
2836
2837         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA_BALANCING_DEFAULT_ENABLED))
2838                 numabalancing_default = true;
2839
2840         /* Parsed by setup_numabalancing. override == 1 enables, -1 disables */
2841         if (numabalancing_override)
2842                 set_numabalancing_state(numabalancing_override == 1);
2843
2844         if (num_online_nodes() > 1 && !numabalancing_override) {
2845                 pr_info("%s automatic NUMA balancing. Configure with numa_balancing= or the kernel.numa_balancing sysctl\n",
2846                         numabalancing_default ? "Enabling" : "Disabling");
2847                 set_numabalancing_state(numabalancing_default);
2848         }
2849 }
2850
2851 static int __init setup_numabalancing(char *str)
2852 {
2853         int ret = 0;
2854         if (!str)
2855                 goto out;
2856
2857         if (!strcmp(str, "enable")) {
2858                 numabalancing_override = 1;
2859                 ret = 1;
2860         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2861                 numabalancing_override = -1;
2862                 ret = 1;
2863         }
2864 out:
2865         if (!ret)
2866                 pr_warn("Unable to parse numa_balancing=\n");
2867
2868         return ret;
2869 }
2870 __setup("numa_balancing=", setup_numabalancing);
2871 #else
2872 static inline void __init check_numabalancing_enable(void)
2873 {
2874 }
2875 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2876
2877 /* assumes fs == KERNEL_DS */
2878 void __init numa_policy_init(void)
2879 {
2880         nodemask_t interleave_nodes;
2881         unsigned long largest = 0;
2882         int nid, prefer = 0;
2883
2884         policy_cache = kmem_cache_create("numa_policy",
2885                                          sizeof(struct mempolicy),
2886                                          0, SLAB_PANIC, NULL);
2887
2888         sn_cache = kmem_cache_create("shared_policy_node",
2889                                      sizeof(struct sp_node),
2890                                      0, SLAB_PANIC, NULL);
2891
2892         for_each_node(nid) {
2893                 preferred_node_policy[nid] = (struct mempolicy) {
2894                         .refcnt = ATOMIC_INIT(1),
2895                         .mode = MPOL_PREFERRED,
2896                         .flags = MPOL_F_MOF | MPOL_F_MORON,
2897                         .nodes = nodemask_of_node(nid),
2898                 };
2899         }
2900
2901         /*
2902          * Set interleaving policy for system init. Interleaving is only
2903          * enabled across suitably sized nodes (default is >= 16MB), or
2904          * fall back to the largest node if they're all smaller.
2905          */
2906         nodes_clear(interleave_nodes);
2907         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
2908                 unsigned long total_pages = node_present_pages(nid);
2909
2910                 /* Preserve the largest node */
2911                 if (largest < total_pages) {
2912                         largest = total_pages;
2913                         prefer = nid;
2914                 }
2915
2916                 /* Interleave this node? */
2917                 if ((total_pages << PAGE_SHIFT) >= (16 << 20))
2918                         node_set(nid, interleave_nodes);
2919         }
2920
2921         /* All too small, use the largest */
2922         if (unlikely(nodes_empty(interleave_nodes)))
2923                 node_set(prefer, interleave_nodes);
2924
2925         if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, 0, &interleave_nodes))
2926                 pr_err("%s: interleaving failed\n", __func__);
2927
2928         check_numabalancing_enable();
2929 }
2930
2931 /* Reset policy of current process to default */
2932 void numa_default_policy(void)
2933 {
2934         do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, 0, NULL);
2935 }
2936
2937 /*
2938  * Parse and format mempolicy from/to strings
2939  */
2940
2941 static const char * const policy_modes[] =
2942 {
2943         [MPOL_DEFAULT]    = "default",
2944         [MPOL_PREFERRED]  = "prefer",
2945         [MPOL_BIND]       = "bind",
2946         [MPOL_INTERLEAVE] = "interleave",
2947         [MPOL_LOCAL]      = "local",
2948         [MPOL_PREFERRED_MANY]  = "prefer (many)",
2949 };
2950
2951
2952 #ifdef CONFIG_TMPFS
2953 /**
2954  * mpol_parse_str - parse string to mempolicy, for tmpfs mpol mount option.
2955  * @str:  string containing mempolicy to parse
2956  * @mpol:  pointer to struct mempolicy pointer, returned on success.
2957  *
2958  * Format of input:
2959  *      <mode>[=<flags>][:<nodelist>]
2960  *
2961  * Return: %0 on success, else %1
2962  */
2963 int mpol_parse_str(char *str, struct mempolicy **mpol)
2964 {
2965         struct mempolicy *new = NULL;
2966         unsigned short mode_flags;
2967         nodemask_t nodes;
2968         char *nodelist = strchr(str, ':');
2969         char *flags = strchr(str, '=');
2970         int err = 1, mode;
2971
2972         if (flags)
2973                 *flags++ = '\0';        /* terminate mode string */
2974
2975         if (nodelist) {
2976                 /* NUL-terminate mode or flags string */
2977                 *nodelist++ = '\0';
2978                 if (nodelist_parse(nodelist, nodes))
2979                         goto out;
2980                 if (!nodes_subset(nodes, node_states[N_MEMORY]))
2981                         goto out;
2982         } else
2983                 nodes_clear(nodes);
2984
2985         mode = match_string(policy_modes, MPOL_MAX, str);
2986         if (mode < 0)
2987                 goto out;
2988
2989         switch (mode) {
2990         case MPOL_PREFERRED:
2991                 /*
2992                  * Insist on a nodelist of one node only, although later
2993                  * we use first_node(nodes) to grab a single node, so here
2994                  * nodelist (or nodes) cannot be empty.
2995                  */
2996                 if (nodelist) {
2997                         char *rest = nodelist;
2998                         while (isdigit(*rest))
2999                                 rest++;
3000                         if (*rest)
3001                                 goto out;
3002                         if (nodes_empty(nodes))
3003                                 goto out;
3004                 }
3005                 break;
3006         case MPOL_INTERLEAVE:
3007                 /*
3008                  * Default to online nodes with memory if no nodelist
3009                  */
3010                 if (!nodelist)
3011                         nodes = node_states[N_MEMORY];
3012                 break;
3013         case MPOL_LOCAL:
3014                 /*
3015                  * Don't allow a nodelist;  mpol_new() checks flags
3016                  */
3017                 if (nodelist)
3018                         goto out;
3019                 break;
3020         case MPOL_DEFAULT:
3021                 /*
3022                  * Insist on a empty nodelist
3023                  */
3024                 if (!nodelist)
3025                         err = 0;
3026                 goto out;
3027         case MPOL_PREFERRED_MANY:
3028         case MPOL_BIND:
3029                 /*
3030                  * Insist on a nodelist
3031                  */
3032                 if (!nodelist)
3033                         goto out;
3034         }
3035
3036         mode_flags = 0;
3037         if (flags) {
3038                 /*
3039                  * Currently, we only support two mutually exclusive
3040                  * mode flags.
3041                  */
3042                 if (!strcmp(flags, "static"))
3043                         mode_flags |= MPOL_F_STATIC_NODES;
3044                 else if (!strcmp(flags, "relative"))
3045                         mode_flags |= MPOL_F_RELATIVE_NODES;
3046                 else
3047                         goto out;
3048         }
3049
3050         new = mpol_new(mode, mode_flags, &nodes);
3051         if (IS_ERR(new))
3052                 goto out;
3053
3054         /*
3055          * Save nodes for mpol_to_str() to show the tmpfs mount options
3056          * for /proc/mounts, /proc/pid/mounts and /proc/pid/mountinfo.
3057          */
3058         if (mode != MPOL_PREFERRED) {
3059                 new->nodes = nodes;
3060         } else if (nodelist) {
3061                 nodes_clear(new->nodes);
3062                 node_set(first_node(nodes), new->nodes);
3063         } else {
3064                 new->mode = MPOL_LOCAL;
3065         }
3066
3067         /*
3068          * Save nodes for contextualization: this will be used to "clone"
3069          * the mempolicy in a specific context [cpuset] at a later time.
3070          */
3071         new->w.user_nodemask = nodes;
3072
3073         err = 0;
3074
3075 out:
3076         /* Restore string for error message */
3077         if (nodelist)
3078                 *--nodelist = ':';
3079         if (flags)
3080                 *--flags = '=';
3081         if (!err)
3082                 *mpol = new;
3083         return err;
3084 }
3085 #endif /* CONFIG_TMPFS */
3086
3087 /**
3088  * mpol_to_str - format a mempolicy structure for printing
3089  * @buffer:  to contain formatted mempolicy string
3090  * @maxlen:  length of @buffer
3091  * @pol:  pointer to mempolicy to be formatted
3092  *
3093  * Convert @pol into a string.  If @buffer is too short, truncate the string.
3094  * Recommend a @maxlen of at least 32 for the longest mode, "interleave", the
3095  * longest flag, "relative", and to display at least a few node ids.
3096  */
3097 void mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol)
3098 {
3099         char *p = buffer;
3100         nodemask_t nodes = NODE_MASK_NONE;
3101         unsigned short mode = MPOL_DEFAULT;
3102         unsigned short flags = 0;
3103
3104         if (pol && pol != &default_policy && !(pol->flags & MPOL_F_MORON)) {
3105                 mode = pol->mode;
3106                 flags = pol->flags;
3107         }
3108
3109         switch (mode) {
3110         case MPOL_DEFAULT:
3111         case MPOL_LOCAL:
3112                 break;
3113         case MPOL_PREFERRED:
3114         case MPOL_PREFERRED_MANY:
3115         case MPOL_BIND:
3116         case MPOL_INTERLEAVE:
3117                 nodes = pol->nodes;
3118                 break;
3119         default:
3120                 WARN_ON_ONCE(1);
3121                 snprintf(p, maxlen, "unknown");
3122                 return;
3123         }
3124
3125         p += snprintf(p, maxlen, "%s", policy_modes[mode]);
3126
3127         if (flags & MPOL_MODE_FLAGS) {
3128                 p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "=");
3129
3130                 /*
3131                  * Currently, the only defined flags are mutually exclusive
3132                  */
3133                 if (flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
3134                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "static");
3135                 else if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
3136                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "relative");
3137         }
3138
3139         if (!nodes_empty(nodes))
3140                 p += scnprintf(p, buffer + maxlen - p, ":%*pbl",
3141                                nodemask_pr_args(&nodes));
3142 }