Merge branches 'pm-avs' and 'pm-cpuidle'
[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  * default        Allocate on the local node first, or when on a VMA
35  *                use the process policy. This is what Linux always did
36  *                in a NUMA aware kernel and still does by, ahem, default.
37  *
38  * The process policy is applied for most non interrupt memory allocations
39  * in that process' context. Interrupts ignore the policies and always
40  * try to allocate on the local CPU. The VMA policy is only applied for memory
41  * allocations for a VMA in the VM.
42  *
43  * Currently there are a few corner cases in swapping where the policy
44  * is not applied, but the majority should be handled. When process policy
45  * is used it is not remembered over swap outs/swap ins.
46  *
47  * Only the highest zone in the zone hierarchy gets policied. Allocations
48  * requesting a lower zone just use default policy. This implies that
49  * on systems with highmem kernel lowmem allocation don't get policied.
50  * Same with GFP_DMA allocations.
51  *
52  * For shmfs/tmpfs/hugetlbfs shared memory the policy is shared between
53  * all users and remembered even when nobody has memory mapped.
54  */
55
56 /* Notebook:
57    fix mmap readahead to honour policy and enable policy for any page cache
58    object
59    statistics for bigpages
60    global policy for page cache? currently it uses process policy. Requires
61    first item above.
62    handle mremap for shared memory (currently ignored for the policy)
63    grows down?
64    make bind policy root only? It can trigger oom much faster and the
65    kernel is not always grateful with that.
66 */
67
68 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
69
70 #include <linux/mempolicy.h>
71 #include <linux/pagewalk.h>
72 #include <linux/highmem.h>
73 #include <linux/hugetlb.h>
74 #include <linux/kernel.h>
75 #include <linux/sched.h>
76 #include <linux/sched/mm.h>
77 #include <linux/sched/numa_balancing.h>
78 #include <linux/sched/task.h>
79 #include <linux/nodemask.h>
80 #include <linux/cpuset.h>
81 #include <linux/slab.h>
82 #include <linux/string.h>
83 #include <linux/export.h>
84 #include <linux/nsproxy.h>
85 #include <linux/interrupt.h>
86 #include <linux/init.h>
87 #include <linux/compat.h>
88 #include <linux/ptrace.h>
89 #include <linux/swap.h>
90 #include <linux/seq_file.h>
91 #include <linux/proc_fs.h>
92 #include <linux/migrate.h>
93 #include <linux/ksm.h>
94 #include <linux/rmap.h>
95 #include <linux/security.h>
96 #include <linux/syscalls.h>
97 #include <linux/ctype.h>
98 #include <linux/mm_inline.h>
99 #include <linux/mmu_notifier.h>
100 #include <linux/printk.h>
101 #include <linux/swapops.h>
102
103 #include <asm/tlbflush.h>
104 #include <linux/uaccess.h>
105
106 #include "internal.h"
107
108 /* Internal flags */
109 #define MPOL_MF_DISCONTIG_OK (MPOL_MF_INTERNAL << 0)    /* Skip checks for continuous vmas */
110 #define MPOL_MF_INVERT (MPOL_MF_INTERNAL << 1)          /* Invert check for nodemask */
111
112 static struct kmem_cache *policy_cache;
113 static struct kmem_cache *sn_cache;
114
115 /* Highest zone. An specific allocation for a zone below that is not
116    policied. */
117 enum zone_type policy_zone = 0;
118
119 /*
120  * run-time system-wide default policy => local allocation
121  */
122 static struct mempolicy default_policy = {
123         .refcnt = ATOMIC_INIT(1), /* never free it */
124         .mode = MPOL_PREFERRED,
125         .flags = MPOL_F_LOCAL,
126 };
127
128 static struct mempolicy preferred_node_policy[MAX_NUMNODES];
129
130 struct mempolicy *get_task_policy(struct task_struct *p)
131 {
132         struct mempolicy *pol = p->mempolicy;
133         int node;
134
135         if (pol)
136                 return pol;
137
138         node = numa_node_id();
139         if (node != NUMA_NO_NODE) {
140                 pol = &preferred_node_policy[node];
141                 /* preferred_node_policy is not initialised early in boot */
142                 if (pol->mode)
143                         return pol;
144         }
145
146         return &default_policy;
147 }
148
149 static const struct mempolicy_operations {
150         int (*create)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
151         void (*rebind)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
152 } mpol_ops[MPOL_MAX];
153
154 static inline int mpol_store_user_nodemask(const struct mempolicy *pol)
155 {
156         return pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS;
157 }
158
159 static void mpol_relative_nodemask(nodemask_t *ret, const nodemask_t *orig,
160                                    const nodemask_t *rel)
161 {
162         nodemask_t tmp;
163         nodes_fold(tmp, *orig, nodes_weight(*rel));
164         nodes_onto(*ret, tmp, *rel);
165 }
166
167 static int mpol_new_interleave(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
168 {
169         if (nodes_empty(*nodes))
170                 return -EINVAL;
171         pol->v.nodes = *nodes;
172         return 0;
173 }
174
175 static int mpol_new_preferred(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
176 {
177         if (!nodes)
178                 pol->flags |= MPOL_F_LOCAL;     /* local allocation */
179         else if (nodes_empty(*nodes))
180                 return -EINVAL;                 /*  no allowed nodes */
181         else
182                 pol->v.preferred_node = first_node(*nodes);
183         return 0;
184 }
185
186 static int mpol_new_bind(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
187 {
188         if (nodes_empty(*nodes))
189                 return -EINVAL;
190         pol->v.nodes = *nodes;
191         return 0;
192 }
193
194 /*
195  * mpol_set_nodemask is called after mpol_new() to set up the nodemask, if
196  * any, for the new policy.  mpol_new() has already validated the nodes
197  * parameter with respect to the policy mode and flags.  But, we need to
198  * handle an empty nodemask with MPOL_PREFERRED here.
199  *
200  * Must be called holding task's alloc_lock to protect task's mems_allowed
201  * and mempolicy.  May also be called holding the mmap_semaphore for write.
202  */
203 static int mpol_set_nodemask(struct mempolicy *pol,
204                      const nodemask_t *nodes, struct nodemask_scratch *nsc)
205 {
206         int ret;
207
208         /* if mode is MPOL_DEFAULT, pol is NULL. This is right. */
209         if (pol == NULL)
210                 return 0;
211         /* Check N_MEMORY */
212         nodes_and(nsc->mask1,
213                   cpuset_current_mems_allowed, node_states[N_MEMORY]);
214
215         VM_BUG_ON(!nodes);
216         if (pol->mode == MPOL_PREFERRED && nodes_empty(*nodes))
217                 nodes = NULL;   /* explicit local allocation */
218         else {
219                 if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
220                         mpol_relative_nodemask(&nsc->mask2, nodes, &nsc->mask1);
221                 else
222                         nodes_and(nsc->mask2, *nodes, nsc->mask1);
223
224                 if (mpol_store_user_nodemask(pol))
225                         pol->w.user_nodemask = *nodes;
226                 else
227                         pol->w.cpuset_mems_allowed =
228                                                 cpuset_current_mems_allowed;
229         }
230
231         if (nodes)
232                 ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, &nsc->mask2);
233         else
234                 ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, NULL);
235         return ret;
236 }
237
238 /*
239  * This function just creates a new policy, does some check and simple
240  * initialization. You must invoke mpol_set_nodemask() to set nodes.
241  */
242 static struct mempolicy *mpol_new(unsigned short mode, unsigned short flags,
243                                   nodemask_t *nodes)
244 {
245         struct mempolicy *policy;
246
247         pr_debug("setting mode %d flags %d nodes[0] %lx\n",
248                  mode, flags, nodes ? nodes_addr(*nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
249
250         if (mode == MPOL_DEFAULT) {
251                 if (nodes && !nodes_empty(*nodes))
252                         return ERR_PTR(-EINVAL);
253                 return NULL;
254         }
255         VM_BUG_ON(!nodes);
256
257         /*
258          * MPOL_PREFERRED cannot be used with MPOL_F_STATIC_NODES or
259          * MPOL_F_RELATIVE_NODES if the nodemask is empty (local allocation).
260          * All other modes require a valid pointer to a non-empty nodemask.
261          */
262         if (mode == MPOL_PREFERRED) {
263                 if (nodes_empty(*nodes)) {
264                         if (((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
265                              (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)))
266                                 return ERR_PTR(-EINVAL);
267                 }
268         } else if (mode == MPOL_LOCAL) {
269                 if (!nodes_empty(*nodes) ||
270                     (flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
271                     (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
272                         return ERR_PTR(-EINVAL);
273                 mode = MPOL_PREFERRED;
274         } else if (nodes_empty(*nodes))
275                 return ERR_PTR(-EINVAL);
276         policy = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
277         if (!policy)
278                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
279         atomic_set(&policy->refcnt, 1);
280         policy->mode = mode;
281         policy->flags = flags;
282
283         return policy;
284 }
285
286 /* Slow path of a mpol destructor. */
287 void __mpol_put(struct mempolicy *p)
288 {
289         if (!atomic_dec_and_test(&p->refcnt))
290                 return;
291         kmem_cache_free(policy_cache, p);
292 }
293
294 static void mpol_rebind_default(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
295 {
296 }
297
298 static void mpol_rebind_nodemask(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
299 {
300         nodemask_t tmp;
301
302         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
303                 nodes_and(tmp, pol->w.user_nodemask, *nodes);
304         else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
305                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
306         else {
307                 nodes_remap(tmp, pol->v.nodes,pol->w.cpuset_mems_allowed,
308                                                                 *nodes);
309                 pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
310         }
311
312         if (nodes_empty(tmp))
313                 tmp = *nodes;
314
315         pol->v.nodes = tmp;
316 }
317
318 static void mpol_rebind_preferred(struct mempolicy *pol,
319                                                 const nodemask_t *nodes)
320 {
321         nodemask_t tmp;
322
323         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES) {
324                 int node = first_node(pol->w.user_nodemask);
325
326                 if (node_isset(node, *nodes)) {
327                         pol->v.preferred_node = node;
328                         pol->flags &= ~MPOL_F_LOCAL;
329                 } else
330                         pol->flags |= MPOL_F_LOCAL;
331         } else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES) {
332                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
333                 pol->v.preferred_node = first_node(tmp);
334         } else if (!(pol->flags & MPOL_F_LOCAL)) {
335                 pol->v.preferred_node = node_remap(pol->v.preferred_node,
336                                                    pol->w.cpuset_mems_allowed,
337                                                    *nodes);
338                 pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
339         }
340 }
341
342 /*
343  * mpol_rebind_policy - Migrate a policy to a different set of nodes
344  *
345  * Per-vma policies are protected by mmap_sem. Allocations using per-task
346  * policies are protected by task->mems_allowed_seq to prevent a premature
347  * OOM/allocation failure due to parallel nodemask modification.
348  */
349 static void mpol_rebind_policy(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *newmask)
350 {
351         if (!pol)
352                 return;
353         if (!mpol_store_user_nodemask(pol) && !(pol->flags & MPOL_F_LOCAL) &&
354             nodes_equal(pol->w.cpuset_mems_allowed, *newmask))
355                 return;
356
357         mpol_ops[pol->mode].rebind(pol, newmask);
358 }
359
360 /*
361  * Wrapper for mpol_rebind_policy() that just requires task
362  * pointer, and updates task mempolicy.
363  *
364  * Called with task's alloc_lock held.
365  */
366
367 void mpol_rebind_task(struct task_struct *tsk, const nodemask_t *new)
368 {
369         mpol_rebind_policy(tsk->mempolicy, new);
370 }
371
372 /*
373  * Rebind each vma in mm to new nodemask.
374  *
375  * Call holding a reference to mm.  Takes mm->mmap_sem during call.
376  */
377
378 void mpol_rebind_mm(struct mm_struct *mm, nodemask_t *new)
379 {
380         struct vm_area_struct *vma;
381
382         down_write(&mm->mmap_sem);
383         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next)
384                 mpol_rebind_policy(vma->vm_policy, new);
385         up_write(&mm->mmap_sem);
386 }
387
388 static const struct mempolicy_operations mpol_ops[MPOL_MAX] = {
389         [MPOL_DEFAULT] = {
390                 .rebind = mpol_rebind_default,
391         },
392         [MPOL_INTERLEAVE] = {
393                 .create = mpol_new_interleave,
394                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
395         },
396         [MPOL_PREFERRED] = {
397                 .create = mpol_new_preferred,
398                 .rebind = mpol_rebind_preferred,
399         },
400         [MPOL_BIND] = {
401                 .create = mpol_new_bind,
402                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
403         },
404 };
405
406 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
407                                 unsigned long flags);
408
409 struct queue_pages {
410         struct list_head *pagelist;
411         unsigned long flags;
412         nodemask_t *nmask;
413         unsigned long start;
414         unsigned long end;
415         struct vm_area_struct *first;
416 };
417
418 /*
419  * Check if the page's nid is in qp->nmask.
420  *
421  * If MPOL_MF_INVERT is set in qp->flags, check if the nid is
422  * in the invert of qp->nmask.
423  */
424 static inline bool queue_pages_required(struct page *page,
425                                         struct queue_pages *qp)
426 {
427         int nid = page_to_nid(page);
428         unsigned long flags = qp->flags;
429
430         return node_isset(nid, *qp->nmask) == !(flags & MPOL_MF_INVERT);
431 }
432
433 /*
434  * queue_pages_pmd() has four possible return values:
435  * 0 - pages are placed on the right node or queued successfully.
436  * 1 - there is unmovable page, and MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
437  *     specified.
438  * 2 - THP was split.
439  * -EIO - is migration entry or only MPOL_MF_STRICT was specified and an
440  *        existing page was already on a node that does not follow the
441  *        policy.
442  */
443 static int queue_pages_pmd(pmd_t *pmd, spinlock_t *ptl, unsigned long addr,
444                                 unsigned long end, struct mm_walk *walk)
445 {
446         int ret = 0;
447         struct page *page;
448         struct queue_pages *qp = walk->private;
449         unsigned long flags;
450
451         if (unlikely(is_pmd_migration_entry(*pmd))) {
452                 ret = -EIO;
453                 goto unlock;
454         }
455         page = pmd_page(*pmd);
456         if (is_huge_zero_page(page)) {
457                 spin_unlock(ptl);
458                 __split_huge_pmd(walk->vma, pmd, addr, false, NULL);
459                 ret = 2;
460                 goto out;
461         }
462         if (!queue_pages_required(page, qp))
463                 goto unlock;
464
465         flags = qp->flags;
466         /* go to thp migration */
467         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
468                 if (!vma_migratable(walk->vma) ||
469                     migrate_page_add(page, qp->pagelist, flags)) {
470                         ret = 1;
471                         goto unlock;
472                 }
473         } else
474                 ret = -EIO;
475 unlock:
476         spin_unlock(ptl);
477 out:
478         return ret;
479 }
480
481 /*
482  * Scan through pages checking if pages follow certain conditions,
483  * and move them to the pagelist if they do.
484  *
485  * queue_pages_pte_range() has three possible return values:
486  * 0 - pages are placed on the right node or queued successfully.
487  * 1 - there is unmovable page, and MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
488  *     specified.
489  * -EIO - only MPOL_MF_STRICT was specified and an existing page was already
490  *        on a node that does not follow the policy.
491  */
492 static int queue_pages_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
493                         unsigned long end, struct mm_walk *walk)
494 {
495         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
496         struct page *page;
497         struct queue_pages *qp = walk->private;
498         unsigned long flags = qp->flags;
499         int ret;
500         bool has_unmovable = false;
501         pte_t *pte;
502         spinlock_t *ptl;
503
504         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
505         if (ptl) {
506                 ret = queue_pages_pmd(pmd, ptl, addr, end, walk);
507                 if (ret != 2)
508                         return ret;
509         }
510         /* THP was split, fall through to pte walk */
511
512         if (pmd_trans_unstable(pmd))
513                 return 0;
514
515         pte = pte_offset_map_lock(walk->mm, pmd, addr, &ptl);
516         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE) {
517                 if (!pte_present(*pte))
518                         continue;
519                 page = vm_normal_page(vma, addr, *pte);
520                 if (!page)
521                         continue;
522                 /*
523                  * vm_normal_page() filters out zero pages, but there might
524                  * still be PageReserved pages to skip, perhaps in a VDSO.
525                  */
526                 if (PageReserved(page))
527                         continue;
528                 if (!queue_pages_required(page, qp))
529                         continue;
530                 if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
531                         /* MPOL_MF_STRICT must be specified if we get here */
532                         if (!vma_migratable(vma)) {
533                                 has_unmovable = true;
534                                 break;
535                         }
536
537                         /*
538                          * Do not abort immediately since there may be
539                          * temporary off LRU pages in the range.  Still
540                          * need migrate other LRU pages.
541                          */
542                         if (migrate_page_add(page, qp->pagelist, flags))
543                                 has_unmovable = true;
544                 } else
545                         break;
546         }
547         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
548         cond_resched();
549
550         if (has_unmovable)
551                 return 1;
552
553         return addr != end ? -EIO : 0;
554 }
555
556 static int queue_pages_hugetlb(pte_t *pte, unsigned long hmask,
557                                unsigned long addr, unsigned long end,
558                                struct mm_walk *walk)
559 {
560 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
561         struct queue_pages *qp = walk->private;
562         unsigned long flags = qp->flags;
563         struct page *page;
564         spinlock_t *ptl;
565         pte_t entry;
566
567         ptl = huge_pte_lock(hstate_vma(walk->vma), walk->mm, pte);
568         entry = huge_ptep_get(pte);
569         if (!pte_present(entry))
570                 goto unlock;
571         page = pte_page(entry);
572         if (!queue_pages_required(page, qp))
573                 goto unlock;
574         /* With MPOL_MF_MOVE, we migrate only unshared hugepage. */
575         if (flags & (MPOL_MF_MOVE_ALL) ||
576             (flags & MPOL_MF_MOVE && page_mapcount(page) == 1))
577                 isolate_huge_page(page, qp->pagelist);
578 unlock:
579         spin_unlock(ptl);
580 #else
581         BUG();
582 #endif
583         return 0;
584 }
585
586 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
587 /*
588  * This is used to mark a range of virtual addresses to be inaccessible.
589  * These are later cleared by a NUMA hinting fault. Depending on these
590  * faults, pages may be migrated for better NUMA placement.
591  *
592  * This is assuming that NUMA faults are handled using PROT_NONE. If
593  * an architecture makes a different choice, it will need further
594  * changes to the core.
595  */
596 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
597                         unsigned long addr, unsigned long end)
598 {
599         int nr_updated;
600
601         nr_updated = change_protection(vma, addr, end, PAGE_NONE, 0, 1);
602         if (nr_updated)
603                 count_vm_numa_events(NUMA_PTE_UPDATES, nr_updated);
604
605         return nr_updated;
606 }
607 #else
608 static unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
609                         unsigned long addr, unsigned long end)
610 {
611         return 0;
612 }
613 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
614
615 static int queue_pages_test_walk(unsigned long start, unsigned long end,
616                                 struct mm_walk *walk)
617 {
618         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
619         struct queue_pages *qp = walk->private;
620         unsigned long endvma = vma->vm_end;
621         unsigned long flags = qp->flags;
622
623         /* range check first */
624         VM_BUG_ON((vma->vm_start > start) || (vma->vm_end < end));
625
626         if (!qp->first) {
627                 qp->first = vma;
628                 if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK) &&
629                         (qp->start < vma->vm_start))
630                         /* hole at head side of range */
631                         return -EFAULT;
632         }
633         if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK) &&
634                 ((vma->vm_end < qp->end) &&
635                 (!vma->vm_next || vma->vm_end < vma->vm_next->vm_start)))
636                 /* hole at middle or tail of range */
637                 return -EFAULT;
638
639         /*
640          * Need check MPOL_MF_STRICT to return -EIO if possible
641          * regardless of vma_migratable
642          */
643         if (!vma_migratable(vma) &&
644             !(flags & MPOL_MF_STRICT))
645                 return 1;
646
647         if (endvma > end)
648                 endvma = end;
649
650         if (flags & MPOL_MF_LAZY) {
651                 /* Similar to task_numa_work, skip inaccessible VMAs */
652                 if (!is_vm_hugetlb_page(vma) &&
653                         (vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE)) &&
654                         !(vma->vm_flags & VM_MIXEDMAP))
655                         change_prot_numa(vma, start, endvma);
656                 return 1;
657         }
658
659         /* queue pages from current vma */
660         if (flags & MPOL_MF_VALID)
661                 return 0;
662         return 1;
663 }
664
665 static const struct mm_walk_ops queue_pages_walk_ops = {
666         .hugetlb_entry          = queue_pages_hugetlb,
667         .pmd_entry              = queue_pages_pte_range,
668         .test_walk              = queue_pages_test_walk,
669 };
670
671 /*
672  * Walk through page tables and collect pages to be migrated.
673  *
674  * If pages found in a given range are on a set of nodes (determined by
675  * @nodes and @flags,) it's isolated and queued to the pagelist which is
676  * passed via @private.
677  *
678  * queue_pages_range() has three possible return values:
679  * 1 - there is unmovable page, but MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
680  *     specified.
681  * 0 - queue pages successfully or no misplaced page.
682  * errno - i.e. misplaced pages with MPOL_MF_STRICT specified (-EIO) or
683  *         memory range specified by nodemask and maxnode points outside
684  *         your accessible address space (-EFAULT)
685  */
686 static int
687 queue_pages_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start, unsigned long end,
688                 nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
689                 struct list_head *pagelist)
690 {
691         int err;
692         struct queue_pages qp = {
693                 .pagelist = pagelist,
694                 .flags = flags,
695                 .nmask = nodes,
696                 .start = start,
697                 .end = end,
698                 .first = NULL,
699         };
700
701         err = walk_page_range(mm, start, end, &queue_pages_walk_ops, &qp);
702
703         if (!qp.first)
704                 /* whole range in hole */
705                 err = -EFAULT;
706
707         return err;
708 }
709
710 /*
711  * Apply policy to a single VMA
712  * This must be called with the mmap_sem held for writing.
713  */
714 static int vma_replace_policy(struct vm_area_struct *vma,
715                                                 struct mempolicy *pol)
716 {
717         int err;
718         struct mempolicy *old;
719         struct mempolicy *new;
720
721         pr_debug("vma %lx-%lx/%lx vm_ops %p vm_file %p set_policy %p\n",
722                  vma->vm_start, vma->vm_end, vma->vm_pgoff,
723                  vma->vm_ops, vma->vm_file,
724                  vma->vm_ops ? vma->vm_ops->set_policy : NULL);
725
726         new = mpol_dup(pol);
727         if (IS_ERR(new))
728                 return PTR_ERR(new);
729
730         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->set_policy) {
731                 err = vma->vm_ops->set_policy(vma, new);
732                 if (err)
733                         goto err_out;
734         }
735
736         old = vma->vm_policy;
737         vma->vm_policy = new; /* protected by mmap_sem */
738         mpol_put(old);
739
740         return 0;
741  err_out:
742         mpol_put(new);
743         return err;
744 }
745
746 /* Step 2: apply policy to a range and do splits. */
747 static int mbind_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
748                        unsigned long end, struct mempolicy *new_pol)
749 {
750         struct vm_area_struct *next;
751         struct vm_area_struct *prev;
752         struct vm_area_struct *vma;
753         int err = 0;
754         pgoff_t pgoff;
755         unsigned long vmstart;
756         unsigned long vmend;
757
758         vma = find_vma(mm, start);
759         VM_BUG_ON(!vma);
760
761         prev = vma->vm_prev;
762         if (start > vma->vm_start)
763                 prev = vma;
764
765         for (; vma && vma->vm_start < end; prev = vma, vma = next) {
766                 next = vma->vm_next;
767                 vmstart = max(start, vma->vm_start);
768                 vmend   = min(end, vma->vm_end);
769
770                 if (mpol_equal(vma_policy(vma), new_pol))
771                         continue;
772
773                 pgoff = vma->vm_pgoff +
774                         ((vmstart - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
775                 prev = vma_merge(mm, prev, vmstart, vmend, vma->vm_flags,
776                                  vma->anon_vma, vma->vm_file, pgoff,
777                                  new_pol, vma->vm_userfaultfd_ctx);
778                 if (prev) {
779                         vma = prev;
780                         next = vma->vm_next;
781                         if (mpol_equal(vma_policy(vma), new_pol))
782                                 continue;
783                         /* vma_merge() joined vma && vma->next, case 8 */
784                         goto replace;
785                 }
786                 if (vma->vm_start != vmstart) {
787                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmstart, 1);
788                         if (err)
789                                 goto out;
790                 }
791                 if (vma->vm_end != vmend) {
792                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmend, 0);
793                         if (err)
794                                 goto out;
795                 }
796  replace:
797                 err = vma_replace_policy(vma, new_pol);
798                 if (err)
799                         goto out;
800         }
801
802  out:
803         return err;
804 }
805
806 /* Set the process memory policy */
807 static long do_set_mempolicy(unsigned short mode, unsigned short flags,
808                              nodemask_t *nodes)
809 {
810         struct mempolicy *new, *old;
811         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
812         int ret;
813
814         if (!scratch)
815                 return -ENOMEM;
816
817         new = mpol_new(mode, flags, nodes);
818         if (IS_ERR(new)) {
819                 ret = PTR_ERR(new);
820                 goto out;
821         }
822
823         task_lock(current);
824         ret = mpol_set_nodemask(new, nodes, scratch);
825         if (ret) {
826                 task_unlock(current);
827                 mpol_put(new);
828                 goto out;
829         }
830         old = current->mempolicy;
831         current->mempolicy = new;
832         if (new && new->mode == MPOL_INTERLEAVE)
833                 current->il_prev = MAX_NUMNODES-1;
834         task_unlock(current);
835         mpol_put(old);
836         ret = 0;
837 out:
838         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
839         return ret;
840 }
841
842 /*
843  * Return nodemask for policy for get_mempolicy() query
844  *
845  * Called with task's alloc_lock held
846  */
847 static void get_policy_nodemask(struct mempolicy *p, nodemask_t *nodes)
848 {
849         nodes_clear(*nodes);
850         if (p == &default_policy)
851                 return;
852
853         switch (p->mode) {
854         case MPOL_BIND:
855                 /* Fall through */
856         case MPOL_INTERLEAVE:
857                 *nodes = p->v.nodes;
858                 break;
859         case MPOL_PREFERRED:
860                 if (!(p->flags & MPOL_F_LOCAL))
861                         node_set(p->v.preferred_node, *nodes);
862                 /* else return empty node mask for local allocation */
863                 break;
864         default:
865                 BUG();
866         }
867 }
868
869 static int lookup_node(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
870 {
871         struct page *p;
872         int err;
873
874         int locked = 1;
875         err = get_user_pages_locked(addr & PAGE_MASK, 1, 0, &p, &locked);
876         if (err >= 0) {
877                 err = page_to_nid(p);
878                 put_page(p);
879         }
880         if (locked)
881                 up_read(&mm->mmap_sem);
882         return err;
883 }
884
885 /* Retrieve NUMA policy */
886 static long do_get_mempolicy(int *policy, nodemask_t *nmask,
887                              unsigned long addr, unsigned long flags)
888 {
889         int err;
890         struct mm_struct *mm = current->mm;
891         struct vm_area_struct *vma = NULL;
892         struct mempolicy *pol = current->mempolicy, *pol_refcount = NULL;
893
894         if (flags &
895                 ~(unsigned long)(MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR|MPOL_F_MEMS_ALLOWED))
896                 return -EINVAL;
897
898         if (flags & MPOL_F_MEMS_ALLOWED) {
899                 if (flags & (MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR))
900                         return -EINVAL;
901                 *policy = 0;    /* just so it's initialized */
902                 task_lock(current);
903                 *nmask  = cpuset_current_mems_allowed;
904                 task_unlock(current);
905                 return 0;
906         }
907
908         if (flags & MPOL_F_ADDR) {
909                 /*
910                  * Do NOT fall back to task policy if the
911                  * vma/shared policy at addr is NULL.  We
912                  * want to return MPOL_DEFAULT in this case.
913                  */
914                 down_read(&mm->mmap_sem);
915                 vma = find_vma_intersection(mm, addr, addr+1);
916                 if (!vma) {
917                         up_read(&mm->mmap_sem);
918                         return -EFAULT;
919                 }
920                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy)
921                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
922                 else
923                         pol = vma->vm_policy;
924         } else if (addr)
925                 return -EINVAL;
926
927         if (!pol)
928                 pol = &default_policy;  /* indicates default behavior */
929
930         if (flags & MPOL_F_NODE) {
931                 if (flags & MPOL_F_ADDR) {
932                         /*
933                          * Take a refcount on the mpol, lookup_node()
934                          * wil drop the mmap_sem, so after calling
935                          * lookup_node() only "pol" remains valid, "vma"
936                          * is stale.
937                          */
938                         pol_refcount = pol;
939                         vma = NULL;
940                         mpol_get(pol);
941                         err = lookup_node(mm, addr);
942                         if (err < 0)
943                                 goto out;
944                         *policy = err;
945                 } else if (pol == current->mempolicy &&
946                                 pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
947                         *policy = next_node_in(current->il_prev, pol->v.nodes);
948                 } else {
949                         err = -EINVAL;
950                         goto out;
951                 }
952         } else {
953                 *policy = pol == &default_policy ? MPOL_DEFAULT :
954                                                 pol->mode;
955                 /*
956                  * Internal mempolicy flags must be masked off before exposing
957                  * the policy to userspace.
958                  */
959                 *policy |= (pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS);
960         }
961
962         err = 0;
963         if (nmask) {
964                 if (mpol_store_user_nodemask(pol)) {
965                         *nmask = pol->w.user_nodemask;
966                 } else {
967                         task_lock(current);
968                         get_policy_nodemask(pol, nmask);
969                         task_unlock(current);
970                 }
971         }
972
973  out:
974         mpol_cond_put(pol);
975         if (vma)
976                 up_read(&mm->mmap_sem);
977         if (pol_refcount)
978                 mpol_put(pol_refcount);
979         return err;
980 }
981
982 #ifdef CONFIG_MIGRATION
983 /*
984  * page migration, thp tail pages can be passed.
985  */
986 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
987                                 unsigned long flags)
988 {
989         struct page *head = compound_head(page);
990         /*
991          * Avoid migrating a page that is shared with others.
992          */
993         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) || page_mapcount(head) == 1) {
994                 if (!isolate_lru_page(head)) {
995                         list_add_tail(&head->lru, pagelist);
996                         mod_node_page_state(page_pgdat(head),
997                                 NR_ISOLATED_ANON + page_is_file_cache(head),
998                                 hpage_nr_pages(head));
999                 } else if (flags & MPOL_MF_STRICT) {
1000                         /*
1001                          * Non-movable page may reach here.  And, there may be
1002                          * temporary off LRU pages or non-LRU movable pages.
1003                          * Treat them as unmovable pages since they can't be
1004                          * isolated, so they can't be moved at the moment.  It
1005                          * should return -EIO for this case too.
1006                          */
1007                         return -EIO;
1008                 }
1009         }
1010
1011         return 0;
1012 }
1013
1014 /* page allocation callback for NUMA node migration */
1015 struct page *alloc_new_node_page(struct page *page, unsigned long node)
1016 {
1017         if (PageHuge(page))
1018                 return alloc_huge_page_node(page_hstate(compound_head(page)),
1019                                         node);
1020         else if (PageTransHuge(page)) {
1021                 struct page *thp;
1022
1023                 thp = alloc_pages_node(node,
1024                         (GFP_TRANSHUGE | __GFP_THISNODE),
1025                         HPAGE_PMD_ORDER);
1026                 if (!thp)
1027                         return NULL;
1028                 prep_transhuge_page(thp);
1029                 return thp;
1030         } else
1031                 return __alloc_pages_node(node, GFP_HIGHUSER_MOVABLE |
1032                                                     __GFP_THISNODE, 0);
1033 }
1034
1035 /*
1036  * Migrate pages from one node to a target node.
1037  * Returns error or the number of pages not migrated.
1038  */
1039 static int migrate_to_node(struct mm_struct *mm, int source, int dest,
1040                            int flags)
1041 {
1042         nodemask_t nmask;
1043         LIST_HEAD(pagelist);
1044         int err = 0;
1045
1046         nodes_clear(nmask);
1047         node_set(source, nmask);
1048
1049         /*
1050          * This does not "check" the range but isolates all pages that
1051          * need migration.  Between passing in the full user address
1052          * space range and MPOL_MF_DISCONTIG_OK, this call can not fail.
1053          */
1054         VM_BUG_ON(!(flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)));
1055         queue_pages_range(mm, mm->mmap->vm_start, mm->task_size, &nmask,
1056                         flags | MPOL_MF_DISCONTIG_OK, &pagelist);
1057
1058         if (!list_empty(&pagelist)) {
1059                 err = migrate_pages(&pagelist, alloc_new_node_page, NULL, dest,
1060                                         MIGRATE_SYNC, MR_SYSCALL);
1061                 if (err)
1062                         putback_movable_pages(&pagelist);
1063         }
1064
1065         return err;
1066 }
1067
1068 /*
1069  * Move pages between the two nodesets so as to preserve the physical
1070  * layout as much as possible.
1071  *
1072  * Returns the number of page that could not be moved.
1073  */
1074 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1075                      const nodemask_t *to, int flags)
1076 {
1077         int busy = 0;
1078         int err;
1079         nodemask_t tmp;
1080
1081         err = migrate_prep();
1082         if (err)
1083                 return err;
1084
1085         down_read(&mm->mmap_sem);
1086
1087         /*
1088          * Find a 'source' bit set in 'tmp' whose corresponding 'dest'
1089          * bit in 'to' is not also set in 'tmp'.  Clear the found 'source'
1090          * bit in 'tmp', and return that <source, dest> pair for migration.
1091          * The pair of nodemasks 'to' and 'from' define the map.
1092          *
1093          * If no pair of bits is found that way, fallback to picking some
1094          * pair of 'source' and 'dest' bits that are not the same.  If the
1095          * 'source' and 'dest' bits are the same, this represents a node
1096          * that will be migrating to itself, so no pages need move.
1097          *
1098          * If no bits are left in 'tmp', or if all remaining bits left
1099          * in 'tmp' correspond to the same bit in 'to', return false
1100          * (nothing left to migrate).
1101          *
1102          * This lets us pick a pair of nodes to migrate between, such that
1103          * if possible the dest node is not already occupied by some other
1104          * source node, minimizing the risk of overloading the memory on a
1105          * node that would happen if we migrated incoming memory to a node
1106          * before migrating outgoing memory source that same node.
1107          *
1108          * A single scan of tmp is sufficient.  As we go, we remember the
1109          * most recent <s, d> pair that moved (s != d).  If we find a pair
1110          * that not only moved, but what's better, moved to an empty slot
1111          * (d is not set in tmp), then we break out then, with that pair.
1112          * Otherwise when we finish scanning from_tmp, we at least have the
1113          * most recent <s, d> pair that moved.  If we get all the way through
1114          * the scan of tmp without finding any node that moved, much less
1115          * moved to an empty node, then there is nothing left worth migrating.
1116          */
1117
1118         tmp = *from;
1119         while (!nodes_empty(tmp)) {
1120                 int s,d;
1121                 int source = NUMA_NO_NODE;
1122                 int dest = 0;
1123
1124                 for_each_node_mask(s, tmp) {
1125
1126                         /*
1127                          * do_migrate_pages() tries to maintain the relative
1128                          * node relationship of the pages established between
1129                          * threads and memory areas.
1130                          *
1131                          * However if the number of source nodes is not equal to
1132                          * the number of destination nodes we can not preserve
1133                          * this node relative relationship.  In that case, skip
1134                          * copying memory from a node that is in the destination
1135                          * mask.
1136                          *
1137                          * Example: [2,3,4] -> [3,4,5] moves everything.
1138                          *          [0-7] - > [3,4,5] moves only 0,1,2,6,7.
1139                          */
1140
1141                         if ((nodes_weight(*from) != nodes_weight(*to)) &&
1142                                                 (node_isset(s, *to)))
1143                                 continue;
1144
1145                         d = node_remap(s, *from, *to);
1146                         if (s == d)
1147                                 continue;
1148
1149                         source = s;     /* Node moved. Memorize */
1150                         dest = d;
1151
1152                         /* dest not in remaining from nodes? */
1153                         if (!node_isset(dest, tmp))
1154                                 break;
1155                 }
1156                 if (source == NUMA_NO_NODE)
1157                         break;
1158
1159                 node_clear(source, tmp);
1160                 err = migrate_to_node(mm, source, dest, flags);
1161                 if (err > 0)
1162                         busy += err;
1163                 if (err < 0)
1164                         break;
1165         }
1166         up_read(&mm->mmap_sem);
1167         if (err < 0)
1168                 return err;
1169         return busy;
1170
1171 }
1172
1173 /*
1174  * Allocate a new page for page migration based on vma policy.
1175  * Start by assuming the page is mapped by the same vma as contains @start.
1176  * Search forward from there, if not.  N.B., this assumes that the
1177  * list of pages handed to migrate_pages()--which is how we get here--
1178  * is in virtual address order.
1179  */
1180 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start)
1181 {
1182         struct vm_area_struct *vma;
1183         unsigned long uninitialized_var(address);
1184
1185         vma = find_vma(current->mm, start);
1186         while (vma) {
1187                 address = page_address_in_vma(page, vma);
1188                 if (address != -EFAULT)
1189                         break;
1190                 vma = vma->vm_next;
1191         }
1192
1193         if (PageHuge(page)) {
1194                 return alloc_huge_page_vma(page_hstate(compound_head(page)),
1195                                 vma, address);
1196         } else if (PageTransHuge(page)) {
1197                 struct page *thp;
1198
1199                 thp = alloc_hugepage_vma(GFP_TRANSHUGE, vma, address,
1200                                          HPAGE_PMD_ORDER);
1201                 if (!thp)
1202                         return NULL;
1203                 prep_transhuge_page(thp);
1204                 return thp;
1205         }
1206         /*
1207          * if !vma, alloc_page_vma() will use task or system default policy
1208          */
1209         return alloc_page_vma(GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_RETRY_MAYFAIL,
1210                         vma, address);
1211 }
1212 #else
1213
1214 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1215                                 unsigned long flags)
1216 {
1217         return -EIO;
1218 }
1219
1220 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1221                      const nodemask_t *to, int flags)
1222 {
1223         return -ENOSYS;
1224 }
1225
1226 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start)
1227 {
1228         return NULL;
1229 }
1230 #endif
1231
1232 static long do_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1233                      unsigned short mode, unsigned short mode_flags,
1234                      nodemask_t *nmask, unsigned long flags)
1235 {
1236         struct mm_struct *mm = current->mm;
1237         struct mempolicy *new;
1238         unsigned long end;
1239         int err;
1240         int ret;
1241         LIST_HEAD(pagelist);
1242
1243         if (flags & ~(unsigned long)MPOL_MF_VALID)
1244                 return -EINVAL;
1245         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1246                 return -EPERM;
1247
1248         if (start & ~PAGE_MASK)
1249                 return -EINVAL;
1250
1251         if (mode == MPOL_DEFAULT)
1252                 flags &= ~MPOL_MF_STRICT;
1253
1254         len = (len + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
1255         end = start + len;
1256
1257         if (end < start)
1258                 return -EINVAL;
1259         if (end == start)
1260                 return 0;
1261
1262         new = mpol_new(mode, mode_flags, nmask);
1263         if (IS_ERR(new))
1264                 return PTR_ERR(new);
1265
1266         if (flags & MPOL_MF_LAZY)
1267                 new->flags |= MPOL_F_MOF;
1268
1269         /*
1270          * If we are using the default policy then operation
1271          * on discontinuous address spaces is okay after all
1272          */
1273         if (!new)
1274                 flags |= MPOL_MF_DISCONTIG_OK;
1275
1276         pr_debug("mbind %lx-%lx mode:%d flags:%d nodes:%lx\n",
1277                  start, start + len, mode, mode_flags,
1278                  nmask ? nodes_addr(*nmask)[0] : NUMA_NO_NODE);
1279
1280         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
1281
1282                 err = migrate_prep();
1283                 if (err)
1284                         goto mpol_out;
1285         }
1286         {
1287                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1288                 if (scratch) {
1289                         down_write(&mm->mmap_sem);
1290                         task_lock(current);
1291                         err = mpol_set_nodemask(new, nmask, scratch);
1292                         task_unlock(current);
1293                         if (err)
1294                                 up_write(&mm->mmap_sem);
1295                 } else
1296                         err = -ENOMEM;
1297                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1298         }
1299         if (err)
1300                 goto mpol_out;
1301
1302         ret = queue_pages_range(mm, start, end, nmask,
1303                           flags | MPOL_MF_INVERT, &pagelist);
1304
1305         if (ret < 0) {
1306                 err = ret;
1307                 goto up_out;
1308         }
1309
1310         err = mbind_range(mm, start, end, new);
1311
1312         if (!err) {
1313                 int nr_failed = 0;
1314
1315                 if (!list_empty(&pagelist)) {
1316                         WARN_ON_ONCE(flags & MPOL_MF_LAZY);
1317                         nr_failed = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL,
1318                                 start, MIGRATE_SYNC, MR_MEMPOLICY_MBIND);
1319                         if (nr_failed)
1320                                 putback_movable_pages(&pagelist);
1321                 }
1322
1323                 if ((ret > 0) || (nr_failed && (flags & MPOL_MF_STRICT)))
1324                         err = -EIO;
1325         } else {
1326 up_out:
1327                 if (!list_empty(&pagelist))
1328                         putback_movable_pages(&pagelist);
1329         }
1330
1331         up_write(&mm->mmap_sem);
1332 mpol_out:
1333         mpol_put(new);
1334         return err;
1335 }
1336
1337 /*
1338  * User space interface with variable sized bitmaps for nodelists.
1339  */
1340
1341 /* Copy a node mask from user space. */
1342 static int get_nodes(nodemask_t *nodes, const unsigned long __user *nmask,
1343                      unsigned long maxnode)
1344 {
1345         unsigned long k;
1346         unsigned long t;
1347         unsigned long nlongs;
1348         unsigned long endmask;
1349
1350         --maxnode;
1351         nodes_clear(*nodes);
1352         if (maxnode == 0 || !nmask)
1353                 return 0;
1354         if (maxnode > PAGE_SIZE*BITS_PER_BYTE)
1355                 return -EINVAL;
1356
1357         nlongs = BITS_TO_LONGS(maxnode);
1358         if ((maxnode % BITS_PER_LONG) == 0)
1359                 endmask = ~0UL;
1360         else
1361                 endmask = (1UL << (maxnode % BITS_PER_LONG)) - 1;
1362
1363         /*
1364          * When the user specified more nodes than supported just check
1365          * if the non supported part is all zero.
1366          *
1367          * If maxnode have more longs than MAX_NUMNODES, check
1368          * the bits in that area first. And then go through to
1369          * check the rest bits which equal or bigger than MAX_NUMNODES.
1370          * Otherwise, just check bits [MAX_NUMNODES, maxnode).
1371          */
1372         if (nlongs > BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES)) {
1373                 for (k = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES); k < nlongs; k++) {
1374                         if (get_user(t, nmask + k))
1375                                 return -EFAULT;
1376                         if (k == nlongs - 1) {
1377                                 if (t & endmask)
1378                                         return -EINVAL;
1379                         } else if (t)
1380                                 return -EINVAL;
1381                 }
1382                 nlongs = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES);
1383                 endmask = ~0UL;
1384         }
1385
1386         if (maxnode > MAX_NUMNODES && MAX_NUMNODES % BITS_PER_LONG != 0) {
1387                 unsigned long valid_mask = endmask;
1388
1389                 valid_mask &= ~((1UL << (MAX_NUMNODES % BITS_PER_LONG)) - 1);
1390                 if (get_user(t, nmask + nlongs - 1))
1391                         return -EFAULT;
1392                 if (t & valid_mask)
1393                         return -EINVAL;
1394         }
1395
1396         if (copy_from_user(nodes_addr(*nodes), nmask, nlongs*sizeof(unsigned long)))
1397                 return -EFAULT;
1398         nodes_addr(*nodes)[nlongs-1] &= endmask;
1399         return 0;
1400 }
1401
1402 /* Copy a kernel node mask to user space */
1403 static int copy_nodes_to_user(unsigned long __user *mask, unsigned long maxnode,
1404                               nodemask_t *nodes)
1405 {
1406         unsigned long copy = ALIGN(maxnode-1, 64) / 8;
1407         unsigned int nbytes = BITS_TO_LONGS(nr_node_ids) * sizeof(long);
1408
1409         if (copy > nbytes) {
1410                 if (copy > PAGE_SIZE)
1411                         return -EINVAL;
1412                 if (clear_user((char __user *)mask + nbytes, copy - nbytes))
1413                         return -EFAULT;
1414                 copy = nbytes;
1415         }
1416         return copy_to_user(mask, nodes_addr(*nodes), copy) ? -EFAULT : 0;
1417 }
1418
1419 static long kernel_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1420                          unsigned long mode, const unsigned long __user *nmask,
1421                          unsigned long maxnode, unsigned int flags)
1422 {
1423         nodemask_t nodes;
1424         int err;
1425         unsigned short mode_flags;
1426
1427         start = untagged_addr(start);
1428         mode_flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1429         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1430         if (mode >= MPOL_MAX)
1431                 return -EINVAL;
1432         if ((mode_flags & MPOL_F_STATIC_NODES) &&
1433             (mode_flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1434                 return -EINVAL;
1435         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1436         if (err)
1437                 return err;
1438         return do_mbind(start, len, mode, mode_flags, &nodes, flags);
1439 }
1440
1441 SYSCALL_DEFINE6(mbind, unsigned long, start, unsigned long, len,
1442                 unsigned long, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1443                 unsigned long, maxnode, unsigned int, flags)
1444 {
1445         return kernel_mbind(start, len, mode, nmask, maxnode, flags);
1446 }
1447
1448 /* Set the process memory policy */
1449 static long kernel_set_mempolicy(int mode, const unsigned long __user *nmask,
1450                                  unsigned long maxnode)
1451 {
1452         int err;
1453         nodemask_t nodes;
1454         unsigned short flags;
1455
1456         flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1457         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1458         if ((unsigned int)mode >= MPOL_MAX)
1459                 return -EINVAL;
1460         if ((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) && (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1461                 return -EINVAL;
1462         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1463         if (err)
1464                 return err;
1465         return do_set_mempolicy(mode, flags, &nodes);
1466 }
1467
1468 SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1469                 unsigned long, maxnode)
1470 {
1471         return kernel_set_mempolicy(mode, nmask, maxnode);
1472 }
1473
1474 static int kernel_migrate_pages(pid_t pid, unsigned long maxnode,
1475                                 const unsigned long __user *old_nodes,
1476                                 const unsigned long __user *new_nodes)
1477 {
1478         struct mm_struct *mm = NULL;
1479         struct task_struct *task;
1480         nodemask_t task_nodes;
1481         int err;
1482         nodemask_t *old;
1483         nodemask_t *new;
1484         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1485
1486         if (!scratch)
1487                 return -ENOMEM;
1488
1489         old = &scratch->mask1;
1490         new = &scratch->mask2;
1491
1492         err = get_nodes(old, old_nodes, maxnode);
1493         if (err)
1494                 goto out;
1495
1496         err = get_nodes(new, new_nodes, maxnode);
1497         if (err)
1498                 goto out;
1499
1500         /* Find the mm_struct */
1501         rcu_read_lock();
1502         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1503         if (!task) {
1504                 rcu_read_unlock();
1505                 err = -ESRCH;
1506                 goto out;
1507         }
1508         get_task_struct(task);
1509
1510         err = -EINVAL;
1511
1512         /*
1513          * Check if this process has the right to modify the specified process.
1514          * Use the regular "ptrace_may_access()" checks.
1515          */
1516         if (!ptrace_may_access(task, PTRACE_MODE_READ_REALCREDS)) {
1517                 rcu_read_unlock();
1518                 err = -EPERM;
1519                 goto out_put;
1520         }
1521         rcu_read_unlock();
1522
1523         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1524         /* Is the user allowed to access the target nodes? */
1525         if (!nodes_subset(*new, task_nodes) && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1526                 err = -EPERM;
1527                 goto out_put;
1528         }
1529
1530         task_nodes = cpuset_mems_allowed(current);
1531         nodes_and(*new, *new, task_nodes);
1532         if (nodes_empty(*new))
1533                 goto out_put;
1534
1535         err = security_task_movememory(task);
1536         if (err)
1537                 goto out_put;
1538
1539         mm = get_task_mm(task);
1540         put_task_struct(task);
1541
1542         if (!mm) {
1543                 err = -EINVAL;
1544                 goto out;
1545         }
1546
1547         err = do_migrate_pages(mm, old, new,
1548                 capable(CAP_SYS_NICE) ? MPOL_MF_MOVE_ALL : MPOL_MF_MOVE);
1549
1550         mmput(mm);
1551 out:
1552         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1553
1554         return err;
1555
1556 out_put:
1557         put_task_struct(task);
1558         goto out;
1559
1560 }
1561
1562 SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, pid_t, pid, unsigned long, maxnode,
1563                 const unsigned long __user *, old_nodes,
1564                 const unsigned long __user *, new_nodes)
1565 {
1566         return kernel_migrate_pages(pid, maxnode, old_nodes, new_nodes);
1567 }
1568
1569
1570 /* Retrieve NUMA policy */
1571 static int kernel_get_mempolicy(int __user *policy,
1572                                 unsigned long __user *nmask,
1573                                 unsigned long maxnode,
1574                                 unsigned long addr,
1575                                 unsigned long flags)
1576 {
1577         int err;
1578         int uninitialized_var(pval);
1579         nodemask_t nodes;
1580
1581         addr = untagged_addr(addr);
1582
1583         if (nmask != NULL && maxnode < nr_node_ids)
1584                 return -EINVAL;
1585
1586         err = do_get_mempolicy(&pval, &nodes, addr, flags);
1587
1588         if (err)
1589                 return err;
1590
1591         if (policy && put_user(pval, policy))
1592                 return -EFAULT;
1593
1594         if (nmask)
1595                 err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, &nodes);
1596
1597         return err;
1598 }
1599
1600 SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1601                 unsigned long __user *, nmask, unsigned long, maxnode,
1602                 unsigned long, addr, unsigned long, flags)
1603 {
1604         return kernel_get_mempolicy(policy, nmask, maxnode, addr, flags);
1605 }
1606
1607 #ifdef CONFIG_COMPAT
1608
1609 COMPAT_SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1610                        compat_ulong_t __user *, nmask,
1611                        compat_ulong_t, maxnode,
1612                        compat_ulong_t, addr, compat_ulong_t, flags)
1613 {
1614         long err;
1615         unsigned long __user *nm = NULL;
1616         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1617         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1618
1619         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, nr_node_ids);
1620         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1621
1622         if (nmask)
1623                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1624
1625         err = kernel_get_mempolicy(policy, nm, nr_bits+1, addr, flags);
1626
1627         if (!err && nmask) {
1628                 unsigned long copy_size;
1629                 copy_size = min_t(unsigned long, sizeof(bm), alloc_size);
1630                 err = copy_from_user(bm, nm, copy_size);
1631                 /* ensure entire bitmap is zeroed */
1632                 err |= clear_user(nmask, ALIGN(maxnode-1, 8) / 8);
1633                 err |= compat_put_bitmap(nmask, bm, nr_bits);
1634         }
1635
1636         return err;
1637 }
1638
1639 COMPAT_SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, compat_ulong_t __user *, nmask,
1640                        compat_ulong_t, maxnode)
1641 {
1642         unsigned long __user *nm = NULL;
1643         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1644         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1645
1646         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1647         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1648
1649         if (nmask) {
1650                 if (compat_get_bitmap(bm, nmask, nr_bits))
1651                         return -EFAULT;
1652                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1653                 if (copy_to_user(nm, bm, alloc_size))
1654                         return -EFAULT;
1655         }
1656
1657         return kernel_set_mempolicy(mode, nm, nr_bits+1);
1658 }
1659
1660 COMPAT_SYSCALL_DEFINE6(mbind, compat_ulong_t, start, compat_ulong_t, len,
1661                        compat_ulong_t, mode, compat_ulong_t __user *, nmask,
1662                        compat_ulong_t, maxnode, compat_ulong_t, flags)
1663 {
1664         unsigned long __user *nm = NULL;
1665         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1666         nodemask_t bm;
1667
1668         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1669         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1670
1671         if (nmask) {
1672                 if (compat_get_bitmap(nodes_addr(bm), nmask, nr_bits))
1673                         return -EFAULT;
1674                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1675                 if (copy_to_user(nm, nodes_addr(bm), alloc_size))
1676                         return -EFAULT;
1677         }
1678
1679         return kernel_mbind(start, len, mode, nm, nr_bits+1, flags);
1680 }
1681
1682 COMPAT_SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, compat_pid_t, pid,
1683                        compat_ulong_t, maxnode,
1684                        const compat_ulong_t __user *, old_nodes,
1685                        const compat_ulong_t __user *, new_nodes)
1686 {
1687         unsigned long __user *old = NULL;
1688         unsigned long __user *new = NULL;
1689         nodemask_t tmp_mask;
1690         unsigned long nr_bits;
1691         unsigned long size;
1692
1693         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode - 1, MAX_NUMNODES);
1694         size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1695         if (old_nodes) {
1696                 if (compat_get_bitmap(nodes_addr(tmp_mask), old_nodes, nr_bits))
1697                         return -EFAULT;
1698                 old = compat_alloc_user_space(new_nodes ? size * 2 : size);
1699                 if (new_nodes)
1700                         new = old + size / sizeof(unsigned long);
1701                 if (copy_to_user(old, nodes_addr(tmp_mask), size))
1702                         return -EFAULT;
1703         }
1704         if (new_nodes) {
1705                 if (compat_get_bitmap(nodes_addr(tmp_mask), new_nodes, nr_bits))
1706                         return -EFAULT;
1707                 if (new == NULL)
1708                         new = compat_alloc_user_space(size);
1709                 if (copy_to_user(new, nodes_addr(tmp_mask), size))
1710                         return -EFAULT;
1711         }
1712         return kernel_migrate_pages(pid, nr_bits + 1, old, new);
1713 }
1714
1715 #endif /* CONFIG_COMPAT */
1716
1717 struct mempolicy *__get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1718                                                 unsigned long addr)
1719 {
1720         struct mempolicy *pol = NULL;
1721
1722         if (vma) {
1723                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1724                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
1725                 } else if (vma->vm_policy) {
1726                         pol = vma->vm_policy;
1727
1728                         /*
1729                          * shmem_alloc_page() passes MPOL_F_SHARED policy with
1730                          * a pseudo vma whose vma->vm_ops=NULL. Take a reference
1731                          * count on these policies which will be dropped by
1732                          * mpol_cond_put() later
1733                          */
1734                         if (mpol_needs_cond_ref(pol))
1735                                 mpol_get(pol);
1736                 }
1737         }
1738
1739         return pol;
1740 }
1741
1742 /*
1743  * get_vma_policy(@vma, @addr)
1744  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
1745  * @addr: address in @vma for shared policy lookup
1746  *
1747  * Returns effective policy for a VMA at specified address.
1748  * Falls back to current->mempolicy or system default policy, as necessary.
1749  * Shared policies [those marked as MPOL_F_SHARED] require an extra reference
1750  * count--added by the get_policy() vm_op, as appropriate--to protect against
1751  * freeing by another task.  It is the caller's responsibility to free the
1752  * extra reference for shared policies.
1753  */
1754 static struct mempolicy *get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1755                                                 unsigned long addr)
1756 {
1757         struct mempolicy *pol = __get_vma_policy(vma, addr);
1758
1759         if (!pol)
1760                 pol = get_task_policy(current);
1761
1762         return pol;
1763 }
1764
1765 bool vma_policy_mof(struct vm_area_struct *vma)
1766 {
1767         struct mempolicy *pol;
1768
1769         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1770                 bool ret = false;
1771
1772                 pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, vma->vm_start);
1773                 if (pol && (pol->flags & MPOL_F_MOF))
1774                         ret = true;
1775                 mpol_cond_put(pol);
1776
1777                 return ret;
1778         }
1779
1780         pol = vma->vm_policy;
1781         if (!pol)
1782                 pol = get_task_policy(current);
1783
1784         return pol->flags & MPOL_F_MOF;
1785 }
1786
1787 static int apply_policy_zone(struct mempolicy *policy, enum zone_type zone)
1788 {
1789         enum zone_type dynamic_policy_zone = policy_zone;
1790
1791         BUG_ON(dynamic_policy_zone == ZONE_MOVABLE);
1792
1793         /*
1794          * if policy->v.nodes has movable memory only,
1795          * we apply policy when gfp_zone(gfp) = ZONE_MOVABLE only.
1796          *
1797          * policy->v.nodes is intersect with node_states[N_MEMORY].
1798          * so if the following test faile, it implies
1799          * policy->v.nodes has movable memory only.
1800          */
1801         if (!nodes_intersects(policy->v.nodes, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
1802                 dynamic_policy_zone = ZONE_MOVABLE;
1803
1804         return zone >= dynamic_policy_zone;
1805 }
1806
1807 /*
1808  * Return a nodemask representing a mempolicy for filtering nodes for
1809  * page allocation
1810  */
1811 static nodemask_t *policy_nodemask(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1812 {
1813         /* Lower zones don't get a nodemask applied for MPOL_BIND */
1814         if (unlikely(policy->mode == MPOL_BIND) &&
1815                         apply_policy_zone(policy, gfp_zone(gfp)) &&
1816                         cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(&policy->v.nodes))
1817                 return &policy->v.nodes;
1818
1819         return NULL;
1820 }
1821
1822 /* Return the node id preferred by the given mempolicy, or the given id */
1823 static int policy_node(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy,
1824                                                                 int nd)
1825 {
1826         if (policy->mode == MPOL_PREFERRED && !(policy->flags & MPOL_F_LOCAL))
1827                 nd = policy->v.preferred_node;
1828         else {
1829                 /*
1830                  * __GFP_THISNODE shouldn't even be used with the bind policy
1831                  * because we might easily break the expectation to stay on the
1832                  * requested node and not break the policy.
1833                  */
1834                 WARN_ON_ONCE(policy->mode == MPOL_BIND && (gfp & __GFP_THISNODE));
1835         }
1836
1837         return nd;
1838 }
1839
1840 /* Do dynamic interleaving for a process */
1841 static unsigned interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
1842 {
1843         unsigned next;
1844         struct task_struct *me = current;
1845
1846         next = next_node_in(me->il_prev, policy->v.nodes);
1847         if (next < MAX_NUMNODES)
1848                 me->il_prev = next;
1849         return next;
1850 }
1851
1852 /*
1853  * Depending on the memory policy provide a node from which to allocate the
1854  * next slab entry.
1855  */
1856 unsigned int mempolicy_slab_node(void)
1857 {
1858         struct mempolicy *policy;
1859         int node = numa_mem_id();
1860
1861         if (in_interrupt())
1862                 return node;
1863
1864         policy = current->mempolicy;
1865         if (!policy || policy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1866                 return node;
1867
1868         switch (policy->mode) {
1869         case MPOL_PREFERRED:
1870                 /*
1871                  * handled MPOL_F_LOCAL above
1872                  */
1873                 return policy->v.preferred_node;
1874
1875         case MPOL_INTERLEAVE:
1876                 return interleave_nodes(policy);
1877
1878         case MPOL_BIND: {
1879                 struct zoneref *z;
1880
1881                 /*
1882                  * Follow bind policy behavior and start allocation at the
1883                  * first node.
1884                  */
1885                 struct zonelist *zonelist;
1886                 enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(GFP_KERNEL);
1887                 zonelist = &NODE_DATA(node)->node_zonelists[ZONELIST_FALLBACK];
1888                 z = first_zones_zonelist(zonelist, highest_zoneidx,
1889                                                         &policy->v.nodes);
1890                 return z->zone ? zone_to_nid(z->zone) : node;
1891         }
1892
1893         default:
1894                 BUG();
1895         }
1896 }
1897
1898 /*
1899  * Do static interleaving for a VMA with known offset @n.  Returns the n'th
1900  * node in pol->v.nodes (starting from n=0), wrapping around if n exceeds the
1901  * number of present nodes.
1902  */
1903 static unsigned offset_il_node(struct mempolicy *pol, unsigned long n)
1904 {
1905         unsigned nnodes = nodes_weight(pol->v.nodes);
1906         unsigned target;
1907         int i;
1908         int nid;
1909
1910         if (!nnodes)
1911                 return numa_node_id();
1912         target = (unsigned int)n % nnodes;
1913         nid = first_node(pol->v.nodes);
1914         for (i = 0; i < target; i++)
1915                 nid = next_node(nid, pol->v.nodes);
1916         return nid;
1917 }
1918
1919 /* Determine a node number for interleave */
1920 static inline unsigned interleave_nid(struct mempolicy *pol,
1921                  struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, int shift)
1922 {
1923         if (vma) {
1924                 unsigned long off;
1925
1926                 /*
1927                  * for small pages, there is no difference between
1928                  * shift and PAGE_SHIFT, so the bit-shift is safe.
1929                  * for huge pages, since vm_pgoff is in units of small
1930                  * pages, we need to shift off the always 0 bits to get
1931                  * a useful offset.
1932                  */
1933                 BUG_ON(shift < PAGE_SHIFT);
1934                 off = vma->vm_pgoff >> (shift - PAGE_SHIFT);
1935                 off += (addr - vma->vm_start) >> shift;
1936                 return offset_il_node(pol, off);
1937         } else
1938                 return interleave_nodes(pol);
1939 }
1940
1941 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
1942 /*
1943  * huge_node(@vma, @addr, @gfp_flags, @mpol)
1944  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
1945  * @addr: address in @vma for shared policy lookup and interleave policy
1946  * @gfp_flags: for requested zone
1947  * @mpol: pointer to mempolicy pointer for reference counted mempolicy
1948  * @nodemask: pointer to nodemask pointer for MPOL_BIND nodemask
1949  *
1950  * Returns a nid suitable for a huge page allocation and a pointer
1951  * to the struct mempolicy for conditional unref after allocation.
1952  * If the effective policy is 'BIND, returns a pointer to the mempolicy's
1953  * @nodemask for filtering the zonelist.
1954  *
1955  * Must be protected by read_mems_allowed_begin()
1956  */
1957 int huge_node(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, gfp_t gfp_flags,
1958                                 struct mempolicy **mpol, nodemask_t **nodemask)
1959 {
1960         int nid;
1961
1962         *mpol = get_vma_policy(vma, addr);
1963         *nodemask = NULL;       /* assume !MPOL_BIND */
1964
1965         if (unlikely((*mpol)->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
1966                 nid = interleave_nid(*mpol, vma, addr,
1967                                         huge_page_shift(hstate_vma(vma)));
1968         } else {
1969                 nid = policy_node(gfp_flags, *mpol, numa_node_id());
1970                 if ((*mpol)->mode == MPOL_BIND)
1971                         *nodemask = &(*mpol)->v.nodes;
1972         }
1973         return nid;
1974 }
1975
1976 /*
1977  * init_nodemask_of_mempolicy
1978  *
1979  * If the current task's mempolicy is "default" [NULL], return 'false'
1980  * to indicate default policy.  Otherwise, extract the policy nodemask
1981  * for 'bind' or 'interleave' policy into the argument nodemask, or
1982  * initialize the argument nodemask to contain the single node for
1983  * 'preferred' or 'local' policy and return 'true' to indicate presence
1984  * of non-default mempolicy.
1985  *
1986  * We don't bother with reference counting the mempolicy [mpol_get/put]
1987  * because the current task is examining it's own mempolicy and a task's
1988  * mempolicy is only ever changed by the task itself.
1989  *
1990  * N.B., it is the caller's responsibility to free a returned nodemask.
1991  */
1992 bool init_nodemask_of_mempolicy(nodemask_t *mask)
1993 {
1994         struct mempolicy *mempolicy;
1995         int nid;
1996
1997         if (!(mask && current->mempolicy))
1998                 return false;
1999
2000         task_lock(current);
2001         mempolicy = current->mempolicy;
2002         switch (mempolicy->mode) {
2003         case MPOL_PREFERRED:
2004                 if (mempolicy->flags & MPOL_F_LOCAL)
2005                         nid = numa_node_id();
2006                 else
2007                         nid = mempolicy->v.preferred_node;
2008                 init_nodemask_of_node(mask, nid);
2009                 break;
2010
2011         case MPOL_BIND:
2012                 /* Fall through */
2013         case MPOL_INTERLEAVE:
2014                 *mask =  mempolicy->v.nodes;
2015                 break;
2016
2017         default:
2018                 BUG();
2019         }
2020         task_unlock(current);
2021
2022         return true;
2023 }
2024 #endif
2025
2026 /*
2027  * mempolicy_nodemask_intersects
2028  *
2029  * If tsk's mempolicy is "default" [NULL], return 'true' to indicate default
2030  * policy.  Otherwise, check for intersection between mask and the policy
2031  * nodemask for 'bind' or 'interleave' policy.  For 'perferred' or 'local'
2032  * policy, always return true since it may allocate elsewhere on fallback.
2033  *
2034  * Takes task_lock(tsk) to prevent freeing of its mempolicy.
2035  */
2036 bool mempolicy_nodemask_intersects(struct task_struct *tsk,
2037                                         const nodemask_t *mask)
2038 {
2039         struct mempolicy *mempolicy;
2040         bool ret = true;
2041
2042         if (!mask)
2043                 return ret;
2044         task_lock(tsk);
2045         mempolicy = tsk->mempolicy;
2046         if (!mempolicy)
2047                 goto out;
2048
2049         switch (mempolicy->mode) {
2050         case MPOL_PREFERRED:
2051                 /*
2052                  * MPOL_PREFERRED and MPOL_F_LOCAL are only preferred nodes to
2053                  * allocate from, they may fallback to other nodes when oom.
2054                  * Thus, it's possible for tsk to have allocated memory from
2055                  * nodes in mask.
2056                  */
2057                 break;
2058         case MPOL_BIND:
2059         case MPOL_INTERLEAVE:
2060                 ret = nodes_intersects(mempolicy->v.nodes, *mask);
2061                 break;
2062         default:
2063                 BUG();
2064         }
2065 out:
2066         task_unlock(tsk);
2067         return ret;
2068 }
2069
2070 /* Allocate a page in interleaved policy.
2071    Own path because it needs to do special accounting. */
2072 static struct page *alloc_page_interleave(gfp_t gfp, unsigned order,
2073                                         unsigned nid)
2074 {
2075         struct page *page;
2076
2077         page = __alloc_pages(gfp, order, nid);
2078         /* skip NUMA_INTERLEAVE_HIT counter update if numa stats is disabled */
2079         if (!static_branch_likely(&vm_numa_stat_key))
2080                 return page;
2081         if (page && page_to_nid(page) == nid) {
2082                 preempt_disable();
2083                 __inc_numa_state(page_zone(page), NUMA_INTERLEAVE_HIT);
2084                 preempt_enable();
2085         }
2086         return page;
2087 }
2088
2089 /**
2090  *      alloc_pages_vma - Allocate a page for a VMA.
2091  *
2092  *      @gfp:
2093  *      %GFP_USER    user allocation.
2094  *      %GFP_KERNEL  kernel allocations,
2095  *      %GFP_HIGHMEM highmem/user allocations,
2096  *      %GFP_FS      allocation should not call back into a file system.
2097  *      %GFP_ATOMIC  don't sleep.
2098  *
2099  *      @order:Order of the GFP allocation.
2100  *      @vma:  Pointer to VMA or NULL if not available.
2101  *      @addr: Virtual Address of the allocation. Must be inside the VMA.
2102  *      @node: Which node to prefer for allocation (modulo policy).
2103  *      @hugepage: for hugepages try only the preferred node if possible
2104  *
2105  *      This function allocates a page from the kernel page pool and applies
2106  *      a NUMA policy associated with the VMA or the current process.
2107  *      When VMA is not NULL caller must hold down_read on the mmap_sem of the
2108  *      mm_struct of the VMA to prevent it from going away. Should be used for
2109  *      all allocations for pages that will be mapped into user space. Returns
2110  *      NULL when no page can be allocated.
2111  */
2112 struct page *
2113 alloc_pages_vma(gfp_t gfp, int order, struct vm_area_struct *vma,
2114                 unsigned long addr, int node, bool hugepage)
2115 {
2116         struct mempolicy *pol;
2117         struct page *page;
2118         int preferred_nid;
2119         nodemask_t *nmask;
2120
2121         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2122
2123         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
2124                 unsigned nid;
2125
2126                 nid = interleave_nid(pol, vma, addr, PAGE_SHIFT + order);
2127                 mpol_cond_put(pol);
2128                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, nid);
2129                 goto out;
2130         }
2131
2132         if (unlikely(IS_ENABLED(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) && hugepage)) {
2133                 int hpage_node = node;
2134
2135                 /*
2136                  * For hugepage allocation and non-interleave policy which
2137                  * allows the current node (or other explicitly preferred
2138                  * node) we only try to allocate from the current/preferred
2139                  * node and don't fall back to other nodes, as the cost of
2140                  * remote accesses would likely offset THP benefits.
2141                  *
2142                  * If the policy is interleave, or does not allow the current
2143                  * node in its nodemask, we allocate the standard way.
2144                  */
2145                 if (pol->mode == MPOL_PREFERRED && !(pol->flags & MPOL_F_LOCAL))
2146                         hpage_node = pol->v.preferred_node;
2147
2148                 nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2149                 if (!nmask || node_isset(hpage_node, *nmask)) {
2150                         mpol_cond_put(pol);
2151                         /*
2152                          * First, try to allocate THP only on local node, but
2153                          * don't reclaim unnecessarily, just compact.
2154                          */
2155                         page = __alloc_pages_node(hpage_node,
2156                                 gfp | __GFP_THISNODE | __GFP_NORETRY, order);
2157
2158                         /*
2159                          * If hugepage allocations are configured to always
2160                          * synchronous compact or the vma has been madvised
2161                          * to prefer hugepage backing, retry allowing remote
2162                          * memory with both reclaim and compact as well.
2163                          */
2164                         if (!page && (gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM))
2165                                 page = __alloc_pages_node(hpage_node,
2166                                                                 gfp, order);
2167
2168                         goto out;
2169                 }
2170         }
2171
2172         nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2173         preferred_nid = policy_node(gfp, pol, node);
2174         page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order, preferred_nid, nmask);
2175         mpol_cond_put(pol);
2176 out:
2177         return page;
2178 }
2179 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_vma);
2180
2181 /**
2182  *      alloc_pages_current - Allocate pages.
2183  *
2184  *      @gfp:
2185  *              %GFP_USER   user allocation,
2186  *              %GFP_KERNEL kernel allocation,
2187  *              %GFP_HIGHMEM highmem allocation,
2188  *              %GFP_FS     don't call back into a file system.
2189  *              %GFP_ATOMIC don't sleep.
2190  *      @order: Power of two of allocation size in pages. 0 is a single page.
2191  *
2192  *      Allocate a page from the kernel page pool.  When not in
2193  *      interrupt context and apply the current process NUMA policy.
2194  *      Returns NULL when no page can be allocated.
2195  */
2196 struct page *alloc_pages_current(gfp_t gfp, unsigned order)
2197 {
2198         struct mempolicy *pol = &default_policy;
2199         struct page *page;
2200
2201         if (!in_interrupt() && !(gfp & __GFP_THISNODE))
2202                 pol = get_task_policy(current);
2203
2204         /*
2205          * No reference counting needed for current->mempolicy
2206          * nor system default_policy
2207          */
2208         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
2209                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, interleave_nodes(pol));
2210         else
2211                 page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order,
2212                                 policy_node(gfp, pol, numa_node_id()),
2213                                 policy_nodemask(gfp, pol));
2214
2215         return page;
2216 }
2217 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_current);
2218
2219 int vma_dup_policy(struct vm_area_struct *src, struct vm_area_struct *dst)
2220 {
2221         struct mempolicy *pol = mpol_dup(vma_policy(src));
2222
2223         if (IS_ERR(pol))
2224                 return PTR_ERR(pol);
2225         dst->vm_policy = pol;
2226         return 0;
2227 }
2228
2229 /*
2230  * If mpol_dup() sees current->cpuset == cpuset_being_rebound, then it
2231  * rebinds the mempolicy its copying by calling mpol_rebind_policy()
2232  * with the mems_allowed returned by cpuset_mems_allowed().  This
2233  * keeps mempolicies cpuset relative after its cpuset moves.  See
2234  * further kernel/cpuset.c update_nodemask().
2235  *
2236  * current's mempolicy may be rebinded by the other task(the task that changes
2237  * cpuset's mems), so we needn't do rebind work for current task.
2238  */
2239
2240 /* Slow path of a mempolicy duplicate */
2241 struct mempolicy *__mpol_dup(struct mempolicy *old)
2242 {
2243         struct mempolicy *new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2244
2245         if (!new)
2246                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2247
2248         /* task's mempolicy is protected by alloc_lock */
2249         if (old == current->mempolicy) {
2250                 task_lock(current);
2251                 *new = *old;
2252                 task_unlock(current);
2253         } else
2254                 *new = *old;
2255
2256         if (current_cpuset_is_being_rebound()) {
2257                 nodemask_t mems = cpuset_mems_allowed(current);
2258                 mpol_rebind_policy(new, &mems);
2259         }
2260         atomic_set(&new->refcnt, 1);
2261         return new;
2262 }
2263
2264 /* Slow path of a mempolicy comparison */
2265 bool __mpol_equal(struct mempolicy *a, struct mempolicy *b)
2266 {
2267         if (!a || !b)
2268                 return false;
2269         if (a->mode != b->mode)
2270                 return false;
2271         if (a->flags != b->flags)
2272                 return false;
2273         if (mpol_store_user_nodemask(a))
2274                 if (!nodes_equal(a->w.user_nodemask, b->w.user_nodemask))
2275                         return false;
2276
2277         switch (a->mode) {
2278         case MPOL_BIND:
2279                 /* Fall through */
2280         case MPOL_INTERLEAVE:
2281                 return !!nodes_equal(a->v.nodes, b->v.nodes);
2282         case MPOL_PREFERRED:
2283                 /* a's ->flags is the same as b's */
2284                 if (a->flags & MPOL_F_LOCAL)
2285                         return true;
2286                 return a->v.preferred_node == b->v.preferred_node;
2287         default:
2288                 BUG();
2289                 return false;
2290         }
2291 }
2292
2293 /*
2294  * Shared memory backing store policy support.
2295  *
2296  * Remember policies even when nobody has shared memory mapped.
2297  * The policies are kept in Red-Black tree linked from the inode.
2298  * They are protected by the sp->lock rwlock, which should be held
2299  * for any accesses to the tree.
2300  */
2301
2302 /*
2303  * lookup first element intersecting start-end.  Caller holds sp->lock for
2304  * reading or for writing
2305  */
2306 static struct sp_node *
2307 sp_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long start, unsigned long end)
2308 {
2309         struct rb_node *n = sp->root.rb_node;
2310
2311         while (n) {
2312                 struct sp_node *p = rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2313
2314                 if (start >= p->end)
2315                         n = n->rb_right;
2316                 else if (end <= p->start)
2317                         n = n->rb_left;
2318                 else
2319                         break;
2320         }
2321         if (!n)
2322                 return NULL;
2323         for (;;) {
2324                 struct sp_node *w = NULL;
2325                 struct rb_node *prev = rb_prev(n);
2326                 if (!prev)
2327                         break;
2328                 w = rb_entry(prev, struct sp_node, nd);
2329                 if (w->end <= start)
2330                         break;
2331                 n = prev;
2332         }
2333         return rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2334 }
2335
2336 /*
2337  * Insert a new shared policy into the list.  Caller holds sp->lock for
2338  * writing.
2339  */
2340 static void sp_insert(struct shared_policy *sp, struct sp_node *new)
2341 {
2342         struct rb_node **p = &sp->root.rb_node;
2343         struct rb_node *parent = NULL;
2344         struct sp_node *nd;
2345
2346         while (*p) {
2347                 parent = *p;
2348                 nd = rb_entry(parent, struct sp_node, nd);
2349                 if (new->start < nd->start)
2350                         p = &(*p)->rb_left;
2351                 else if (new->end > nd->end)
2352                         p = &(*p)->rb_right;
2353                 else
2354                         BUG();
2355         }
2356         rb_link_node(&new->nd, parent, p);
2357         rb_insert_color(&new->nd, &sp->root);
2358         pr_debug("inserting %lx-%lx: %d\n", new->start, new->end,
2359                  new->policy ? new->policy->mode : 0);
2360 }
2361
2362 /* Find shared policy intersecting idx */
2363 struct mempolicy *
2364 mpol_shared_policy_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long idx)
2365 {
2366         struct mempolicy *pol = NULL;
2367         struct sp_node *sn;
2368
2369         if (!sp->root.rb_node)
2370                 return NULL;
2371         read_lock(&sp->lock);
2372         sn = sp_lookup(sp, idx, idx+1);
2373         if (sn) {
2374                 mpol_get(sn->policy);
2375                 pol = sn->policy;
2376         }
2377         read_unlock(&sp->lock);
2378         return pol;
2379 }
2380
2381 static void sp_free(struct sp_node *n)
2382 {
2383         mpol_put(n->policy);
2384         kmem_cache_free(sn_cache, n);
2385 }
2386
2387 /**
2388  * mpol_misplaced - check whether current page node is valid in policy
2389  *
2390  * @page: page to be checked
2391  * @vma: vm area where page mapped
2392  * @addr: virtual address where page mapped
2393  *
2394  * Lookup current policy node id for vma,addr and "compare to" page's
2395  * node id.
2396  *
2397  * Returns:
2398  *      -1      - not misplaced, page is in the right node
2399  *      node    - node id where the page should be
2400  *
2401  * Policy determination "mimics" alloc_page_vma().
2402  * Called from fault path where we know the vma and faulting address.
2403  */
2404 int mpol_misplaced(struct page *page, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
2405 {
2406         struct mempolicy *pol;
2407         struct zoneref *z;
2408         int curnid = page_to_nid(page);
2409         unsigned long pgoff;
2410         int thiscpu = raw_smp_processor_id();
2411         int thisnid = cpu_to_node(thiscpu);
2412         int polnid = NUMA_NO_NODE;
2413         int ret = -1;
2414
2415         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2416         if (!(pol->flags & MPOL_F_MOF))
2417                 goto out;
2418
2419         switch (pol->mode) {
2420         case MPOL_INTERLEAVE:
2421                 pgoff = vma->vm_pgoff;
2422                 pgoff += (addr - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2423                 polnid = offset_il_node(pol, pgoff);
2424                 break;
2425
2426         case MPOL_PREFERRED:
2427                 if (pol->flags & MPOL_F_LOCAL)
2428                         polnid = numa_node_id();
2429                 else
2430                         polnid = pol->v.preferred_node;
2431                 break;
2432
2433         case MPOL_BIND:
2434
2435                 /*
2436                  * allows binding to multiple nodes.
2437                  * use current page if in policy nodemask,
2438                  * else select nearest allowed node, if any.
2439                  * If no allowed nodes, use current [!misplaced].
2440                  */
2441                 if (node_isset(curnid, pol->v.nodes))
2442                         goto out;
2443                 z = first_zones_zonelist(
2444                                 node_zonelist(numa_node_id(), GFP_HIGHUSER),
2445                                 gfp_zone(GFP_HIGHUSER),
2446                                 &pol->v.nodes);
2447                 polnid = zone_to_nid(z->zone);
2448                 break;
2449
2450         default:
2451                 BUG();
2452         }
2453
2454         /* Migrate the page towards the node whose CPU is referencing it */
2455         if (pol->flags & MPOL_F_MORON) {
2456                 polnid = thisnid;
2457
2458                 if (!should_numa_migrate_memory(current, page, curnid, thiscpu))
2459                         goto out;
2460         }
2461
2462         if (curnid != polnid)
2463                 ret = polnid;
2464 out:
2465         mpol_cond_put(pol);
2466
2467         return ret;
2468 }
2469
2470 /*
2471  * Drop the (possibly final) reference to task->mempolicy.  It needs to be
2472  * dropped after task->mempolicy is set to NULL so that any allocation done as
2473  * part of its kmem_cache_free(), such as by KASAN, doesn't reference a freed
2474  * policy.
2475  */
2476 void mpol_put_task_policy(struct task_struct *task)
2477 {
2478         struct mempolicy *pol;
2479
2480         task_lock(task);
2481         pol = task->mempolicy;
2482         task->mempolicy = NULL;
2483         task_unlock(task);
2484         mpol_put(pol);
2485 }
2486
2487 static void sp_delete(struct shared_policy *sp, struct sp_node *n)
2488 {
2489         pr_debug("deleting %lx-l%lx\n", n->start, n->end);
2490         rb_erase(&n->nd, &sp->root);
2491         sp_free(n);
2492 }
2493
2494 static void sp_node_init(struct sp_node *node, unsigned long start,
2495                         unsigned long end, struct mempolicy *pol)
2496 {
2497         node->start = start;
2498         node->end = end;
2499         node->policy = pol;
2500 }
2501
2502 static struct sp_node *sp_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
2503                                 struct mempolicy *pol)
2504 {
2505         struct sp_node *n;
2506         struct mempolicy *newpol;
2507
2508         n = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2509         if (!n)
2510                 return NULL;
2511
2512         newpol = mpol_dup(pol);
2513         if (IS_ERR(newpol)) {
2514                 kmem_cache_free(sn_cache, n);
2515                 return NULL;
2516         }
2517         newpol->flags |= MPOL_F_SHARED;
2518         sp_node_init(n, start, end, newpol);
2519
2520         return n;
2521 }
2522
2523 /* Replace a policy range. */
2524 static int shared_policy_replace(struct shared_policy *sp, unsigned long start,
2525                                  unsigned long end, struct sp_node *new)
2526 {
2527         struct sp_node *n;
2528         struct sp_node *n_new = NULL;
2529         struct mempolicy *mpol_new = NULL;
2530         int ret = 0;
2531
2532 restart:
2533         write_lock(&sp->lock);
2534         n = sp_lookup(sp, start, end);
2535         /* Take care of old policies in the same range. */
2536         while (n && n->start < end) {
2537                 struct rb_node *next = rb_next(&n->nd);
2538                 if (n->start >= start) {
2539                         if (n->end <= end)
2540                                 sp_delete(sp, n);
2541                         else
2542                                 n->start = end;
2543                 } else {
2544                         /* Old policy spanning whole new range. */
2545                         if (n->end > end) {
2546                                 if (!n_new)
2547                                         goto alloc_new;
2548
2549                                 *mpol_new = *n->policy;
2550                                 atomic_set(&mpol_new->refcnt, 1);
2551                                 sp_node_init(n_new, end, n->end, mpol_new);
2552                                 n->end = start;
2553                                 sp_insert(sp, n_new);
2554                                 n_new = NULL;
2555                                 mpol_new = NULL;
2556                                 break;
2557                         } else
2558                                 n->end = start;
2559                 }
2560                 if (!next)
2561                         break;
2562                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2563         }
2564         if (new)
2565                 sp_insert(sp, new);
2566         write_unlock(&sp->lock);
2567         ret = 0;
2568
2569 err_out:
2570         if (mpol_new)
2571                 mpol_put(mpol_new);
2572         if (n_new)
2573                 kmem_cache_free(sn_cache, n_new);
2574
2575         return ret;
2576
2577 alloc_new:
2578         write_unlock(&sp->lock);
2579         ret = -ENOMEM;
2580         n_new = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2581         if (!n_new)
2582                 goto err_out;
2583         mpol_new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2584         if (!mpol_new)
2585                 goto err_out;
2586         goto restart;
2587 }
2588
2589 /**
2590  * mpol_shared_policy_init - initialize shared policy for inode
2591  * @sp: pointer to inode shared policy
2592  * @mpol:  struct mempolicy to install
2593  *
2594  * Install non-NULL @mpol in inode's shared policy rb-tree.
2595  * On entry, the current task has a reference on a non-NULL @mpol.
2596  * This must be released on exit.
2597  * This is called at get_inode() calls and we can use GFP_KERNEL.
2598  */
2599 void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *sp, struct mempolicy *mpol)
2600 {
2601         int ret;
2602
2603         sp->root = RB_ROOT;             /* empty tree == default mempolicy */
2604         rwlock_init(&sp->lock);
2605
2606         if (mpol) {
2607                 struct vm_area_struct pvma;
2608                 struct mempolicy *new;
2609                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2610
2611                 if (!scratch)
2612                         goto put_mpol;
2613                 /* contextualize the tmpfs mount point mempolicy */
2614                 new = mpol_new(mpol->mode, mpol->flags, &mpol->w.user_nodemask);
2615                 if (IS_ERR(new))
2616                         goto free_scratch; /* no valid nodemask intersection */
2617
2618                 task_lock(current);
2619                 ret = mpol_set_nodemask(new, &mpol->w.user_nodemask, scratch);
2620                 task_unlock(current);
2621                 if (ret)
2622                         goto put_new;
2623
2624                 /* Create pseudo-vma that contains just the policy */
2625                 vma_init(&pvma, NULL);
2626                 pvma.vm_end = TASK_SIZE;        /* policy covers entire file */
2627                 mpol_set_shared_policy(sp, &pvma, new); /* adds ref */
2628
2629 put_new:
2630                 mpol_put(new);                  /* drop initial ref */
2631 free_scratch:
2632                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2633 put_mpol:
2634                 mpol_put(mpol); /* drop our incoming ref on sb mpol */
2635         }
2636 }
2637
2638 int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *info,
2639                         struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *npol)
2640 {
2641         int err;
2642         struct sp_node *new = NULL;
2643         unsigned long sz = vma_pages(vma);
2644
2645         pr_debug("set_shared_policy %lx sz %lu %d %d %lx\n",
2646                  vma->vm_pgoff,
2647                  sz, npol ? npol->mode : -1,
2648                  npol ? npol->flags : -1,
2649                  npol ? nodes_addr(npol->v.nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
2650
2651         if (npol) {
2652                 new = sp_alloc(vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, npol);
2653                 if (!new)
2654                         return -ENOMEM;
2655         }
2656         err = shared_policy_replace(info, vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff+sz, new);
2657         if (err && new)
2658                 sp_free(new);
2659         return err;
2660 }
2661
2662 /* Free a backing policy store on inode delete. */
2663 void mpol_free_shared_policy(struct shared_policy *p)
2664 {
2665         struct sp_node *n;
2666         struct rb_node *next;
2667
2668         if (!p->root.rb_node)
2669                 return;
2670         write_lock(&p->lock);
2671         next = rb_first(&p->root);
2672         while (next) {
2673                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2674                 next = rb_next(&n->nd);
2675                 sp_delete(p, n);
2676         }
2677         write_unlock(&p->lock);
2678 }
2679
2680 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2681 static int __initdata numabalancing_override;
2682
2683 static void __init check_numabalancing_enable(void)
2684 {
2685         bool numabalancing_default = false;
2686
2687         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA_BALANCING_DEFAULT_ENABLED))
2688                 numabalancing_default = true;
2689
2690         /* Parsed by setup_numabalancing. override == 1 enables, -1 disables */
2691         if (numabalancing_override)
2692                 set_numabalancing_state(numabalancing_override == 1);
2693
2694         if (num_online_nodes() > 1 && !numabalancing_override) {
2695                 pr_info("%s automatic NUMA balancing. Configure with numa_balancing= or the kernel.numa_balancing sysctl\n",
2696                         numabalancing_default ? "Enabling" : "Disabling");
2697                 set_numabalancing_state(numabalancing_default);
2698         }
2699 }
2700
2701 static int __init setup_numabalancing(char *str)
2702 {
2703         int ret = 0;
2704         if (!str)
2705                 goto out;
2706
2707         if (!strcmp(str, "enable")) {
2708                 numabalancing_override = 1;
2709                 ret = 1;
2710         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2711                 numabalancing_override = -1;
2712                 ret = 1;
2713         }
2714 out:
2715         if (!ret)
2716                 pr_warn("Unable to parse numa_balancing=\n");
2717
2718         return ret;
2719 }
2720 __setup("numa_balancing=", setup_numabalancing);
2721 #else
2722 static inline void __init check_numabalancing_enable(void)
2723 {
2724 }
2725 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2726
2727 /* assumes fs == KERNEL_DS */
2728 void __init numa_policy_init(void)
2729 {
2730         nodemask_t interleave_nodes;
2731         unsigned long largest = 0;
2732         int nid, prefer = 0;
2733
2734         policy_cache = kmem_cache_create("numa_policy",
2735                                          sizeof(struct mempolicy),
2736                                          0, SLAB_PANIC, NULL);
2737
2738         sn_cache = kmem_cache_create("shared_policy_node",
2739                                      sizeof(struct sp_node),
2740                                      0, SLAB_PANIC, NULL);
2741
2742         for_each_node(nid) {
2743                 preferred_node_policy[nid] = (struct mempolicy) {
2744                         .refcnt = ATOMIC_INIT(1),
2745                         .mode = MPOL_PREFERRED,
2746                         .flags = MPOL_F_MOF | MPOL_F_MORON,
2747                         .v = { .preferred_node = nid, },
2748                 };
2749         }
2750
2751         /*
2752          * Set interleaving policy for system init. Interleaving is only
2753          * enabled across suitably sized nodes (default is >= 16MB), or
2754          * fall back to the largest node if they're all smaller.
2755          */
2756         nodes_clear(interleave_nodes);
2757         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
2758                 unsigned long total_pages = node_present_pages(nid);
2759
2760                 /* Preserve the largest node */
2761                 if (largest < total_pages) {
2762                         largest = total_pages;
2763                         prefer = nid;
2764                 }
2765
2766                 /* Interleave this node? */
2767                 if ((total_pages << PAGE_SHIFT) >= (16 << 20))
2768                         node_set(nid, interleave_nodes);
2769         }
2770
2771         /* All too small, use the largest */
2772         if (unlikely(nodes_empty(interleave_nodes)))
2773                 node_set(prefer, interleave_nodes);
2774
2775         if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, 0, &interleave_nodes))
2776                 pr_err("%s: interleaving failed\n", __func__);
2777
2778         check_numabalancing_enable();
2779 }
2780
2781 /* Reset policy of current process to default */
2782 void numa_default_policy(void)
2783 {
2784         do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, 0, NULL);
2785 }
2786
2787 /*
2788  * Parse and format mempolicy from/to strings
2789  */
2790
2791 /*
2792  * "local" is implemented internally by MPOL_PREFERRED with MPOL_F_LOCAL flag.
2793  */
2794 static const char * const policy_modes[] =
2795 {
2796         [MPOL_DEFAULT]    = "default",
2797         [MPOL_PREFERRED]  = "prefer",
2798         [MPOL_BIND]       = "bind",
2799         [MPOL_INTERLEAVE] = "interleave",
2800         [MPOL_LOCAL]      = "local",
2801 };
2802
2803
2804 #ifdef CONFIG_TMPFS
2805 /**
2806  * mpol_parse_str - parse string to mempolicy, for tmpfs mpol mount option.
2807  * @str:  string containing mempolicy to parse
2808  * @mpol:  pointer to struct mempolicy pointer, returned on success.
2809  *
2810  * Format of input:
2811  *      <mode>[=<flags>][:<nodelist>]
2812  *
2813  * On success, returns 0, else 1
2814  */
2815 int mpol_parse_str(char *str, struct mempolicy **mpol)
2816 {
2817         struct mempolicy *new = NULL;
2818         unsigned short mode_flags;
2819         nodemask_t nodes;
2820         char *nodelist = strchr(str, ':');
2821         char *flags = strchr(str, '=');
2822         int err = 1, mode;
2823
2824         if (flags)
2825                 *flags++ = '\0';        /* terminate mode string */
2826
2827         if (nodelist) {
2828                 /* NUL-terminate mode or flags string */
2829                 *nodelist++ = '\0';
2830                 if (nodelist_parse(nodelist, nodes))
2831                         goto out;
2832                 if (!nodes_subset(nodes, node_states[N_MEMORY]))
2833                         goto out;
2834         } else
2835                 nodes_clear(nodes);
2836
2837         mode = match_string(policy_modes, MPOL_MAX, str);
2838         if (mode < 0)
2839                 goto out;
2840
2841         switch (mode) {
2842         case MPOL_PREFERRED:
2843                 /*
2844                  * Insist on a nodelist of one node only
2845                  */
2846                 if (nodelist) {
2847                         char *rest = nodelist;
2848                         while (isdigit(*rest))
2849                                 rest++;
2850                         if (*rest)
2851                                 goto out;
2852                 }
2853                 break;
2854         case MPOL_INTERLEAVE:
2855                 /*
2856                  * Default to online nodes with memory if no nodelist
2857                  */
2858                 if (!nodelist)
2859                         nodes = node_states[N_MEMORY];
2860                 break;
2861         case MPOL_LOCAL:
2862                 /*
2863                  * Don't allow a nodelist;  mpol_new() checks flags
2864                  */
2865                 if (nodelist)
2866                         goto out;
2867                 mode = MPOL_PREFERRED;
2868                 break;
2869         case MPOL_DEFAULT:
2870                 /*
2871                  * Insist on a empty nodelist
2872                  */
2873                 if (!nodelist)
2874                         err = 0;
2875                 goto out;
2876         case MPOL_BIND:
2877                 /*
2878                  * Insist on a nodelist
2879                  */
2880                 if (!nodelist)
2881                         goto out;
2882         }
2883
2884         mode_flags = 0;
2885         if (flags) {
2886                 /*
2887                  * Currently, we only support two mutually exclusive
2888                  * mode flags.
2889                  */
2890                 if (!strcmp(flags, "static"))
2891                         mode_flags |= MPOL_F_STATIC_NODES;
2892                 else if (!strcmp(flags, "relative"))
2893                         mode_flags |= MPOL_F_RELATIVE_NODES;
2894                 else
2895                         goto out;
2896         }
2897
2898         new = mpol_new(mode, mode_flags, &nodes);
2899         if (IS_ERR(new))
2900                 goto out;
2901
2902         /*
2903          * Save nodes for mpol_to_str() to show the tmpfs mount options
2904          * for /proc/mounts, /proc/pid/mounts and /proc/pid/mountinfo.
2905          */
2906         if (mode != MPOL_PREFERRED)
2907                 new->v.nodes = nodes;
2908         else if (nodelist)
2909                 new->v.preferred_node = first_node(nodes);
2910         else
2911                 new->flags |= MPOL_F_LOCAL;
2912
2913         /*
2914          * Save nodes for contextualization: this will be used to "clone"
2915          * the mempolicy in a specific context [cpuset] at a later time.
2916          */
2917         new->w.user_nodemask = nodes;
2918
2919         err = 0;
2920
2921 out:
2922         /* Restore string for error message */
2923         if (nodelist)
2924                 *--nodelist = ':';
2925         if (flags)
2926                 *--flags = '=';
2927         if (!err)
2928                 *mpol = new;
2929         return err;
2930 }
2931 #endif /* CONFIG_TMPFS */
2932
2933 /**
2934  * mpol_to_str - format a mempolicy structure for printing
2935  * @buffer:  to contain formatted mempolicy string
2936  * @maxlen:  length of @buffer
2937  * @pol:  pointer to mempolicy to be formatted
2938  *
2939  * Convert @pol into a string.  If @buffer is too short, truncate the string.
2940  * Recommend a @maxlen of at least 32 for the longest mode, "interleave", the
2941  * longest flag, "relative", and to display at least a few node ids.
2942  */
2943 void mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol)
2944 {
2945         char *p = buffer;
2946         nodemask_t nodes = NODE_MASK_NONE;
2947         unsigned short mode = MPOL_DEFAULT;
2948         unsigned short flags = 0;
2949
2950         if (pol && pol != &default_policy && !(pol->flags & MPOL_F_MORON)) {
2951                 mode = pol->mode;
2952                 flags = pol->flags;
2953         }
2954
2955         switch (mode) {
2956         case MPOL_DEFAULT:
2957                 break;
2958         case MPOL_PREFERRED:
2959                 if (flags & MPOL_F_LOCAL)
2960                         mode = MPOL_LOCAL;
2961                 else
2962                         node_set(pol->v.preferred_node, nodes);
2963                 break;
2964         case MPOL_BIND:
2965         case MPOL_INTERLEAVE:
2966                 nodes = pol->v.nodes;
2967                 break;
2968         default:
2969                 WARN_ON_ONCE(1);
2970                 snprintf(p, maxlen, "unknown");
2971                 return;
2972         }
2973
2974         p += snprintf(p, maxlen, "%s", policy_modes[mode]);
2975
2976         if (flags & MPOL_MODE_FLAGS) {
2977                 p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "=");
2978
2979                 /*
2980                  * Currently, the only defined flags are mutually exclusive
2981                  */
2982                 if (flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
2983                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "static");
2984                 else if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
2985                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "relative");
2986         }
2987
2988         if (!nodes_empty(nodes))
2989                 p += scnprintf(p, buffer + maxlen - p, ":%*pbl",
2990                                nodemask_pr_args(&nodes));
2991 }