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