mm, compaction: raise compaction priority after it withdrawns
[platform/kernel/linux-starfive.git] / mm / mempolicy.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  * Simple NUMA memory policy for the Linux kernel.
4  *
5  * Copyright 2003,2004 Andi Kleen, SuSE Labs.
6  * (C) Copyright 2005 Christoph Lameter, Silicon Graphics, Inc.
7  *
8  * NUMA policy allows the user to give hints in which node(s) memory should
9  * be allocated.
10  *
11  * Support four policies per VMA and per process:
12  *
13  * The VMA policy has priority over the process policy for a page fault.
14  *
15  * interleave     Allocate memory interleaved over a set of nodes,
16  *                with normal fallback if it fails.
17  *                For VMA based allocations this interleaves based on the
18  *                offset into the backing object or offset into the mapping
19  *                for anonymous memory. For process policy an process counter
20  *                is used.
21  *
22  * bind           Only allocate memory on a specific set of nodes,
23  *                no fallback.
24  *                FIXME: memory is allocated starting with the first node
25  *                to the last. It would be better if bind would truly restrict
26  *                the allocation to memory nodes instead
27  *
28  * preferred       Try a specific node first before normal fallback.
29  *                As a special case NUMA_NO_NODE here means do the allocation
30  *                on the local CPU. This is normally identical to default,
31  *                but useful to set in a VMA when you have a non default
32  *                process policy.
33  *
34  * default        Allocate on the local node first, or when on a VMA
35  *                use the process policy. This is what Linux always did
36  *                in a NUMA aware kernel and still does by, ahem, default.
37  *
38  * The process policy is applied for most non interrupt memory allocations
39  * in that process' context. Interrupts ignore the policies and always
40  * try to allocate on the local CPU. The VMA policy is only applied for memory
41  * allocations for a VMA in the VM.
42  *
43  * Currently there are a few corner cases in swapping where the policy
44  * is not applied, but the majority should be handled. When process policy
45  * is used it is not remembered over swap outs/swap ins.
46  *
47  * Only the highest zone in the zone hierarchy gets policied. Allocations
48  * requesting a lower zone just use default policy. This implies that
49  * on systems with highmem kernel lowmem allocation don't get policied.
50  * Same with GFP_DMA allocations.
51  *
52  * For shmfs/tmpfs/hugetlbfs shared memory the policy is shared between
53  * all users and remembered even when nobody has memory mapped.
54  */
55
56 /* Notebook:
57    fix mmap readahead to honour policy and enable policy for any page cache
58    object
59    statistics for bigpages
60    global policy for page cache? currently it uses process policy. Requires
61    first item above.
62    handle mremap for shared memory (currently ignored for the policy)
63    grows down?
64    make bind policy root only? It can trigger oom much faster and the
65    kernel is not always grateful with that.
66 */
67
68 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
69
70 #include <linux/mempolicy.h>
71 #include <linux/pagewalk.h>
72 #include <linux/highmem.h>
73 #include <linux/hugetlb.h>
74 #include <linux/kernel.h>
75 #include <linux/sched.h>
76 #include <linux/sched/mm.h>
77 #include <linux/sched/numa_balancing.h>
78 #include <linux/sched/task.h>
79 #include <linux/nodemask.h>
80 #include <linux/cpuset.h>
81 #include <linux/slab.h>
82 #include <linux/string.h>
83 #include <linux/export.h>
84 #include <linux/nsproxy.h>
85 #include <linux/interrupt.h>
86 #include <linux/init.h>
87 #include <linux/compat.h>
88 #include <linux/ptrace.h>
89 #include <linux/swap.h>
90 #include <linux/seq_file.h>
91 #include <linux/proc_fs.h>
92 #include <linux/migrate.h>
93 #include <linux/ksm.h>
94 #include <linux/rmap.h>
95 #include <linux/security.h>
96 #include <linux/syscalls.h>
97 #include <linux/ctype.h>
98 #include <linux/mm_inline.h>
99 #include <linux/mmu_notifier.h>
100 #include <linux/printk.h>
101 #include <linux/swapops.h>
102
103 #include <asm/tlbflush.h>
104 #include <linux/uaccess.h>
105
106 #include "internal.h"
107
108 /* Internal flags */
109 #define MPOL_MF_DISCONTIG_OK (MPOL_MF_INTERNAL << 0)    /* Skip checks for continuous vmas */
110 #define MPOL_MF_INVERT (MPOL_MF_INTERNAL << 1)          /* Invert check for nodemask */
111
112 static struct kmem_cache *policy_cache;
113 static struct kmem_cache *sn_cache;
114
115 /* Highest zone. An specific allocation for a zone below that is not
116    policied. */
117 enum zone_type policy_zone = 0;
118
119 /*
120  * run-time system-wide default policy => local allocation
121  */
122 static struct mempolicy default_policy = {
123         .refcnt = ATOMIC_INIT(1), /* never free it */
124         .mode = MPOL_PREFERRED,
125         .flags = MPOL_F_LOCAL,
126 };
127
128 static struct mempolicy preferred_node_policy[MAX_NUMNODES];
129
130 struct mempolicy *get_task_policy(struct task_struct *p)
131 {
132         struct mempolicy *pol = p->mempolicy;
133         int node;
134
135         if (pol)
136                 return pol;
137
138         node = numa_node_id();
139         if (node != NUMA_NO_NODE) {
140                 pol = &preferred_node_policy[node];
141                 /* preferred_node_policy is not initialised early in boot */
142                 if (pol->mode)
143                         return pol;
144         }
145
146         return &default_policy;
147 }
148
149 static const struct mempolicy_operations {
150         int (*create)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
151         void (*rebind)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
152 } mpol_ops[MPOL_MAX];
153
154 static inline int mpol_store_user_nodemask(const struct mempolicy *pol)
155 {
156         return pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS;
157 }
158
159 static void mpol_relative_nodemask(nodemask_t *ret, const nodemask_t *orig,
160                                    const nodemask_t *rel)
161 {
162         nodemask_t tmp;
163         nodes_fold(tmp, *orig, nodes_weight(*rel));
164         nodes_onto(*ret, tmp, *rel);
165 }
166
167 static int mpol_new_interleave(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
168 {
169         if (nodes_empty(*nodes))
170                 return -EINVAL;
171         pol->v.nodes = *nodes;
172         return 0;
173 }
174
175 static int mpol_new_preferred(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
176 {
177         if (!nodes)
178                 pol->flags |= MPOL_F_LOCAL;     /* local allocation */
179         else if (nodes_empty(*nodes))
180                 return -EINVAL;                 /*  no allowed nodes */
181         else
182                 pol->v.preferred_node = first_node(*nodes);
183         return 0;
184 }
185
186 static int mpol_new_bind(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
187 {
188         if (nodes_empty(*nodes))
189                 return -EINVAL;
190         pol->v.nodes = *nodes;
191         return 0;
192 }
193
194 /*
195  * mpol_set_nodemask is called after mpol_new() to set up the nodemask, if
196  * any, for the new policy.  mpol_new() has already validated the nodes
197  * parameter with respect to the policy mode and flags.  But, we need to
198  * handle an empty nodemask with MPOL_PREFERRED here.
199  *
200  * Must be called holding task's alloc_lock to protect task's mems_allowed
201  * and mempolicy.  May also be called holding the mmap_semaphore for write.
202  */
203 static int mpol_set_nodemask(struct mempolicy *pol,
204                      const nodemask_t *nodes, struct nodemask_scratch *nsc)
205 {
206         int ret;
207
208         /* if mode is MPOL_DEFAULT, pol is NULL. This is right. */
209         if (pol == NULL)
210                 return 0;
211         /* Check N_MEMORY */
212         nodes_and(nsc->mask1,
213                   cpuset_current_mems_allowed, node_states[N_MEMORY]);
214
215         VM_BUG_ON(!nodes);
216         if (pol->mode == MPOL_PREFERRED && nodes_empty(*nodes))
217                 nodes = NULL;   /* explicit local allocation */
218         else {
219                 if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
220                         mpol_relative_nodemask(&nsc->mask2, nodes, &nsc->mask1);
221                 else
222                         nodes_and(nsc->mask2, *nodes, nsc->mask1);
223
224                 if (mpol_store_user_nodemask(pol))
225                         pol->w.user_nodemask = *nodes;
226                 else
227                         pol->w.cpuset_mems_allowed =
228                                                 cpuset_current_mems_allowed;
229         }
230
231         if (nodes)
232                 ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, &nsc->mask2);
233         else
234                 ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, NULL);
235         return ret;
236 }
237
238 /*
239  * This function just creates a new policy, does some check and simple
240  * initialization. You must invoke mpol_set_nodemask() to set nodes.
241  */
242 static struct mempolicy *mpol_new(unsigned short mode, unsigned short flags,
243                                   nodemask_t *nodes)
244 {
245         struct mempolicy *policy;
246
247         pr_debug("setting mode %d flags %d nodes[0] %lx\n",
248                  mode, flags, nodes ? nodes_addr(*nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
249
250         if (mode == MPOL_DEFAULT) {
251                 if (nodes && !nodes_empty(*nodes))
252                         return ERR_PTR(-EINVAL);
253                 return NULL;
254         }
255         VM_BUG_ON(!nodes);
256
257         /*
258          * MPOL_PREFERRED cannot be used with MPOL_F_STATIC_NODES or
259          * MPOL_F_RELATIVE_NODES if the nodemask is empty (local allocation).
260          * All other modes require a valid pointer to a non-empty nodemask.
261          */
262         if (mode == MPOL_PREFERRED) {
263                 if (nodes_empty(*nodes)) {
264                         if (((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
265                              (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)))
266                                 return ERR_PTR(-EINVAL);
267                 }
268         } else if (mode == MPOL_LOCAL) {
269                 if (!nodes_empty(*nodes) ||
270                     (flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
271                     (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
272                         return ERR_PTR(-EINVAL);
273                 mode = MPOL_PREFERRED;
274         } else if (nodes_empty(*nodes))
275                 return ERR_PTR(-EINVAL);
276         policy = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
277         if (!policy)
278                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
279         atomic_set(&policy->refcnt, 1);
280         policy->mode = mode;
281         policy->flags = flags;
282
283         return policy;
284 }
285
286 /* Slow path of a mpol destructor. */
287 void __mpol_put(struct mempolicy *p)
288 {
289         if (!atomic_dec_and_test(&p->refcnt))
290                 return;
291         kmem_cache_free(policy_cache, p);
292 }
293
294 static void mpol_rebind_default(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
295 {
296 }
297
298 static void mpol_rebind_nodemask(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
299 {
300         nodemask_t tmp;
301
302         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
303                 nodes_and(tmp, pol->w.user_nodemask, *nodes);
304         else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
305                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
306         else {
307                 nodes_remap(tmp, pol->v.nodes,pol->w.cpuset_mems_allowed,
308                                                                 *nodes);
309                 pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
310         }
311
312         if (nodes_empty(tmp))
313                 tmp = *nodes;
314
315         pol->v.nodes = tmp;
316 }
317
318 static void mpol_rebind_preferred(struct mempolicy *pol,
319                                                 const nodemask_t *nodes)
320 {
321         nodemask_t tmp;
322
323         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES) {
324                 int node = first_node(pol->w.user_nodemask);
325
326                 if (node_isset(node, *nodes)) {
327                         pol->v.preferred_node = node;
328                         pol->flags &= ~MPOL_F_LOCAL;
329                 } else
330                         pol->flags |= MPOL_F_LOCAL;
331         } else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES) {
332                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
333                 pol->v.preferred_node = first_node(tmp);
334         } else if (!(pol->flags & MPOL_F_LOCAL)) {
335                 pol->v.preferred_node = node_remap(pol->v.preferred_node,
336                                                    pol->w.cpuset_mems_allowed,
337                                                    *nodes);
338                 pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
339         }
340 }
341
342 /*
343  * mpol_rebind_policy - Migrate a policy to a different set of nodes
344  *
345  * Per-vma policies are protected by mmap_sem. Allocations using per-task
346  * policies are protected by task->mems_allowed_seq to prevent a premature
347  * OOM/allocation failure due to parallel nodemask modification.
348  */
349 static void mpol_rebind_policy(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *newmask)
350 {
351         if (!pol)
352                 return;
353         if (!mpol_store_user_nodemask(pol) && !(pol->flags & MPOL_F_LOCAL) &&
354             nodes_equal(pol->w.cpuset_mems_allowed, *newmask))
355                 return;
356
357         mpol_ops[pol->mode].rebind(pol, newmask);
358 }
359
360 /*
361  * Wrapper for mpol_rebind_policy() that just requires task
362  * pointer, and updates task mempolicy.
363  *
364  * Called with task's alloc_lock held.
365  */
366
367 void mpol_rebind_task(struct task_struct *tsk, const nodemask_t *new)
368 {
369         mpol_rebind_policy(tsk->mempolicy, new);
370 }
371
372 /*
373  * Rebind each vma in mm to new nodemask.
374  *
375  * Call holding a reference to mm.  Takes mm->mmap_sem during call.
376  */
377
378 void mpol_rebind_mm(struct mm_struct *mm, nodemask_t *new)
379 {
380         struct vm_area_struct *vma;
381
382         down_write(&mm->mmap_sem);
383         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next)
384                 mpol_rebind_policy(vma->vm_policy, new);
385         up_write(&mm->mmap_sem);
386 }
387
388 static const struct mempolicy_operations mpol_ops[MPOL_MAX] = {
389         [MPOL_DEFAULT] = {
390                 .rebind = mpol_rebind_default,
391         },
392         [MPOL_INTERLEAVE] = {
393                 .create = mpol_new_interleave,
394                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
395         },
396         [MPOL_PREFERRED] = {
397                 .create = mpol_new_preferred,
398                 .rebind = mpol_rebind_preferred,
399         },
400         [MPOL_BIND] = {
401                 .create = mpol_new_bind,
402                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
403         },
404 };
405
406 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
407                                 unsigned long flags);
408
409 struct queue_pages {
410         struct list_head *pagelist;
411         unsigned long flags;
412         nodemask_t *nmask;
413         struct vm_area_struct *prev;
414 };
415
416 /*
417  * Check if the page's nid is in qp->nmask.
418  *
419  * If MPOL_MF_INVERT is set in qp->flags, check if the nid is
420  * in the invert of qp->nmask.
421  */
422 static inline bool queue_pages_required(struct page *page,
423                                         struct queue_pages *qp)
424 {
425         int nid = page_to_nid(page);
426         unsigned long flags = qp->flags;
427
428         return node_isset(nid, *qp->nmask) == !(flags & MPOL_MF_INVERT);
429 }
430
431 /*
432  * queue_pages_pmd() has four possible return values:
433  * 0 - pages are placed on the right node or queued successfully.
434  * 1 - there is unmovable page, and MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
435  *     specified.
436  * 2 - THP was split.
437  * -EIO - is migration entry or only MPOL_MF_STRICT was specified and an
438  *        existing page was already on a node that does not follow the
439  *        policy.
440  */
441 static int queue_pages_pmd(pmd_t *pmd, spinlock_t *ptl, unsigned long addr,
442                                 unsigned long end, struct mm_walk *walk)
443 {
444         int ret = 0;
445         struct page *page;
446         struct queue_pages *qp = walk->private;
447         unsigned long flags;
448
449         if (unlikely(is_pmd_migration_entry(*pmd))) {
450                 ret = -EIO;
451                 goto unlock;
452         }
453         page = pmd_page(*pmd);
454         if (is_huge_zero_page(page)) {
455                 spin_unlock(ptl);
456                 __split_huge_pmd(walk->vma, pmd, addr, false, NULL);
457                 ret = 2;
458                 goto out;
459         }
460         if (!queue_pages_required(page, qp))
461                 goto unlock;
462
463         flags = qp->flags;
464         /* go to thp migration */
465         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
466                 if (!vma_migratable(walk->vma) ||
467                     migrate_page_add(page, qp->pagelist, flags)) {
468                         ret = 1;
469                         goto unlock;
470                 }
471         } else
472                 ret = -EIO;
473 unlock:
474         spin_unlock(ptl);
475 out:
476         return ret;
477 }
478
479 /*
480  * Scan through pages checking if pages follow certain conditions,
481  * and move them to the pagelist if they do.
482  *
483  * queue_pages_pte_range() has three possible return values:
484  * 0 - pages are placed on the right node or queued successfully.
485  * 1 - there is unmovable page, and MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
486  *     specified.
487  * -EIO - only MPOL_MF_STRICT was specified and an existing page was already
488  *        on a node that does not follow the policy.
489  */
490 static int queue_pages_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
491                         unsigned long end, struct mm_walk *walk)
492 {
493         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
494         struct page *page;
495         struct queue_pages *qp = walk->private;
496         unsigned long flags = qp->flags;
497         int ret;
498         bool has_unmovable = false;
499         pte_t *pte;
500         spinlock_t *ptl;
501
502         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
503         if (ptl) {
504                 ret = queue_pages_pmd(pmd, ptl, addr, end, walk);
505                 if (ret != 2)
506                         return ret;
507         }
508         /* THP was split, fall through to pte walk */
509
510         if (pmd_trans_unstable(pmd))
511                 return 0;
512
513         pte = pte_offset_map_lock(walk->mm, pmd, addr, &ptl);
514         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE) {
515                 if (!pte_present(*pte))
516                         continue;
517                 page = vm_normal_page(vma, addr, *pte);
518                 if (!page)
519                         continue;
520                 /*
521                  * vm_normal_page() filters out zero pages, but there might
522                  * still be PageReserved pages to skip, perhaps in a VDSO.
523                  */
524                 if (PageReserved(page))
525                         continue;
526                 if (!queue_pages_required(page, qp))
527                         continue;
528                 if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
529                         /* MPOL_MF_STRICT must be specified if we get here */
530                         if (!vma_migratable(vma)) {
531                                 has_unmovable = true;
532                                 break;
533                         }
534
535                         /*
536                          * Do not abort immediately since there may be
537                          * temporary off LRU pages in the range.  Still
538                          * need migrate other LRU pages.
539                          */
540                         if (migrate_page_add(page, qp->pagelist, flags))
541                                 has_unmovable = true;
542                 } else
543                         break;
544         }
545         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
546         cond_resched();
547
548         if (has_unmovable)
549                 return 1;
550
551         return addr != end ? -EIO : 0;
552 }
553
554 static int queue_pages_hugetlb(pte_t *pte, unsigned long hmask,
555                                unsigned long addr, unsigned long end,
556                                struct mm_walk *walk)
557 {
558 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
559         struct queue_pages *qp = walk->private;
560         unsigned long flags = qp->flags;
561         struct page *page;
562         spinlock_t *ptl;
563         pte_t entry;
564
565         ptl = huge_pte_lock(hstate_vma(walk->vma), walk->mm, pte);
566         entry = huge_ptep_get(pte);
567         if (!pte_present(entry))
568                 goto unlock;
569         page = pte_page(entry);
570         if (!queue_pages_required(page, qp))
571                 goto unlock;
572         /* With MPOL_MF_MOVE, we migrate only unshared hugepage. */
573         if (flags & (MPOL_MF_MOVE_ALL) ||
574             (flags & MPOL_MF_MOVE && page_mapcount(page) == 1))
575                 isolate_huge_page(page, qp->pagelist);
576 unlock:
577         spin_unlock(ptl);
578 #else
579         BUG();
580 #endif
581         return 0;
582 }
583
584 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
585 /*
586  * This is used to mark a range of virtual addresses to be inaccessible.
587  * These are later cleared by a NUMA hinting fault. Depending on these
588  * faults, pages may be migrated for better NUMA placement.
589  *
590  * This is assuming that NUMA faults are handled using PROT_NONE. If
591  * an architecture makes a different choice, it will need further
592  * changes to the core.
593  */
594 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
595                         unsigned long addr, unsigned long end)
596 {
597         int nr_updated;
598
599         nr_updated = change_protection(vma, addr, end, PAGE_NONE, 0, 1);
600         if (nr_updated)
601                 count_vm_numa_events(NUMA_PTE_UPDATES, nr_updated);
602
603         return nr_updated;
604 }
605 #else
606 static unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
607                         unsigned long addr, unsigned long end)
608 {
609         return 0;
610 }
611 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
612
613 static int queue_pages_test_walk(unsigned long start, unsigned long end,
614                                 struct mm_walk *walk)
615 {
616         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
617         struct queue_pages *qp = walk->private;
618         unsigned long endvma = vma->vm_end;
619         unsigned long flags = qp->flags;
620
621         /*
622          * Need check MPOL_MF_STRICT to return -EIO if possible
623          * regardless of vma_migratable
624          */
625         if (!vma_migratable(vma) &&
626             !(flags & MPOL_MF_STRICT))
627                 return 1;
628
629         if (endvma > end)
630                 endvma = end;
631         if (vma->vm_start > start)
632                 start = vma->vm_start;
633
634         if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK)) {
635                 if (!vma->vm_next && vma->vm_end < end)
636                         return -EFAULT;
637                 if (qp->prev && qp->prev->vm_end < vma->vm_start)
638                         return -EFAULT;
639         }
640
641         qp->prev = vma;
642
643         if (flags & MPOL_MF_LAZY) {
644                 /* Similar to task_numa_work, skip inaccessible VMAs */
645                 if (!is_vm_hugetlb_page(vma) &&
646                         (vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE)) &&
647                         !(vma->vm_flags & VM_MIXEDMAP))
648                         change_prot_numa(vma, start, endvma);
649                 return 1;
650         }
651
652         /* queue pages from current vma */
653         if (flags & MPOL_MF_VALID)
654                 return 0;
655         return 1;
656 }
657
658 static const struct mm_walk_ops queue_pages_walk_ops = {
659         .hugetlb_entry          = queue_pages_hugetlb,
660         .pmd_entry              = queue_pages_pte_range,
661         .test_walk              = queue_pages_test_walk,
662 };
663
664 /*
665  * Walk through page tables and collect pages to be migrated.
666  *
667  * If pages found in a given range are on a set of nodes (determined by
668  * @nodes and @flags,) it's isolated and queued to the pagelist which is
669  * passed via @private.
670  *
671  * queue_pages_range() has three possible return values:
672  * 1 - there is unmovable page, but MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
673  *     specified.
674  * 0 - queue pages successfully or no misplaced page.
675  * -EIO - there is misplaced page and only MPOL_MF_STRICT was specified.
676  */
677 static int
678 queue_pages_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start, unsigned long end,
679                 nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
680                 struct list_head *pagelist)
681 {
682         struct queue_pages qp = {
683                 .pagelist = pagelist,
684                 .flags = flags,
685                 .nmask = nodes,
686                 .prev = NULL,
687         };
688
689         return walk_page_range(mm, start, end, &queue_pages_walk_ops, &qp);
690 }
691
692 /*
693  * Apply policy to a single VMA
694  * This must be called with the mmap_sem held for writing.
695  */
696 static int vma_replace_policy(struct vm_area_struct *vma,
697                                                 struct mempolicy *pol)
698 {
699         int err;
700         struct mempolicy *old;
701         struct mempolicy *new;
702
703         pr_debug("vma %lx-%lx/%lx vm_ops %p vm_file %p set_policy %p\n",
704                  vma->vm_start, vma->vm_end, vma->vm_pgoff,
705                  vma->vm_ops, vma->vm_file,
706                  vma->vm_ops ? vma->vm_ops->set_policy : NULL);
707
708         new = mpol_dup(pol);
709         if (IS_ERR(new))
710                 return PTR_ERR(new);
711
712         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->set_policy) {
713                 err = vma->vm_ops->set_policy(vma, new);
714                 if (err)
715                         goto err_out;
716         }
717
718         old = vma->vm_policy;
719         vma->vm_policy = new; /* protected by mmap_sem */
720         mpol_put(old);
721
722         return 0;
723  err_out:
724         mpol_put(new);
725         return err;
726 }
727
728 /* Step 2: apply policy to a range and do splits. */
729 static int mbind_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
730                        unsigned long end, struct mempolicy *new_pol)
731 {
732         struct vm_area_struct *next;
733         struct vm_area_struct *prev;
734         struct vm_area_struct *vma;
735         int err = 0;
736         pgoff_t pgoff;
737         unsigned long vmstart;
738         unsigned long vmend;
739
740         vma = find_vma(mm, start);
741         if (!vma || vma->vm_start > start)
742                 return -EFAULT;
743
744         prev = vma->vm_prev;
745         if (start > vma->vm_start)
746                 prev = vma;
747
748         for (; vma && vma->vm_start < end; prev = vma, vma = next) {
749                 next = vma->vm_next;
750                 vmstart = max(start, vma->vm_start);
751                 vmend   = min(end, vma->vm_end);
752
753                 if (mpol_equal(vma_policy(vma), new_pol))
754                         continue;
755
756                 pgoff = vma->vm_pgoff +
757                         ((vmstart - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
758                 prev = vma_merge(mm, prev, vmstart, vmend, vma->vm_flags,
759                                  vma->anon_vma, vma->vm_file, pgoff,
760                                  new_pol, vma->vm_userfaultfd_ctx);
761                 if (prev) {
762                         vma = prev;
763                         next = vma->vm_next;
764                         if (mpol_equal(vma_policy(vma), new_pol))
765                                 continue;
766                         /* vma_merge() joined vma && vma->next, case 8 */
767                         goto replace;
768                 }
769                 if (vma->vm_start != vmstart) {
770                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmstart, 1);
771                         if (err)
772                                 goto out;
773                 }
774                 if (vma->vm_end != vmend) {
775                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmend, 0);
776                         if (err)
777                                 goto out;
778                 }
779  replace:
780                 err = vma_replace_policy(vma, new_pol);
781                 if (err)
782                         goto out;
783         }
784
785  out:
786         return err;
787 }
788
789 /* Set the process memory policy */
790 static long do_set_mempolicy(unsigned short mode, unsigned short flags,
791                              nodemask_t *nodes)
792 {
793         struct mempolicy *new, *old;
794         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
795         int ret;
796
797         if (!scratch)
798                 return -ENOMEM;
799
800         new = mpol_new(mode, flags, nodes);
801         if (IS_ERR(new)) {
802                 ret = PTR_ERR(new);
803                 goto out;
804         }
805
806         task_lock(current);
807         ret = mpol_set_nodemask(new, nodes, scratch);
808         if (ret) {
809                 task_unlock(current);
810                 mpol_put(new);
811                 goto out;
812         }
813         old = current->mempolicy;
814         current->mempolicy = new;
815         if (new && new->mode == MPOL_INTERLEAVE)
816                 current->il_prev = MAX_NUMNODES-1;
817         task_unlock(current);
818         mpol_put(old);
819         ret = 0;
820 out:
821         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
822         return ret;
823 }
824
825 /*
826  * Return nodemask for policy for get_mempolicy() query
827  *
828  * Called with task's alloc_lock held
829  */
830 static void get_policy_nodemask(struct mempolicy *p, nodemask_t *nodes)
831 {
832         nodes_clear(*nodes);
833         if (p == &default_policy)
834                 return;
835
836         switch (p->mode) {
837         case MPOL_BIND:
838                 /* Fall through */
839         case MPOL_INTERLEAVE:
840                 *nodes = p->v.nodes;
841                 break;
842         case MPOL_PREFERRED:
843                 if (!(p->flags & MPOL_F_LOCAL))
844                         node_set(p->v.preferred_node, *nodes);
845                 /* else return empty node mask for local allocation */
846                 break;
847         default:
848                 BUG();
849         }
850 }
851
852 static int lookup_node(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
853 {
854         struct page *p;
855         int err;
856
857         int locked = 1;
858         err = get_user_pages_locked(addr & PAGE_MASK, 1, 0, &p, &locked);
859         if (err >= 0) {
860                 err = page_to_nid(p);
861                 put_page(p);
862         }
863         if (locked)
864                 up_read(&mm->mmap_sem);
865         return err;
866 }
867
868 /* Retrieve NUMA policy */
869 static long do_get_mempolicy(int *policy, nodemask_t *nmask,
870                              unsigned long addr, unsigned long flags)
871 {
872         int err;
873         struct mm_struct *mm = current->mm;
874         struct vm_area_struct *vma = NULL;
875         struct mempolicy *pol = current->mempolicy, *pol_refcount = NULL;
876
877         if (flags &
878                 ~(unsigned long)(MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR|MPOL_F_MEMS_ALLOWED))
879                 return -EINVAL;
880
881         if (flags & MPOL_F_MEMS_ALLOWED) {
882                 if (flags & (MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR))
883                         return -EINVAL;
884                 *policy = 0;    /* just so it's initialized */
885                 task_lock(current);
886                 *nmask  = cpuset_current_mems_allowed;
887                 task_unlock(current);
888                 return 0;
889         }
890
891         if (flags & MPOL_F_ADDR) {
892                 /*
893                  * Do NOT fall back to task policy if the
894                  * vma/shared policy at addr is NULL.  We
895                  * want to return MPOL_DEFAULT in this case.
896                  */
897                 down_read(&mm->mmap_sem);
898                 vma = find_vma_intersection(mm, addr, addr+1);
899                 if (!vma) {
900                         up_read(&mm->mmap_sem);
901                         return -EFAULT;
902                 }
903                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy)
904                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
905                 else
906                         pol = vma->vm_policy;
907         } else if (addr)
908                 return -EINVAL;
909
910         if (!pol)
911                 pol = &default_policy;  /* indicates default behavior */
912
913         if (flags & MPOL_F_NODE) {
914                 if (flags & MPOL_F_ADDR) {
915                         /*
916                          * Take a refcount on the mpol, lookup_node()
917                          * wil drop the mmap_sem, so after calling
918                          * lookup_node() only "pol" remains valid, "vma"
919                          * is stale.
920                          */
921                         pol_refcount = pol;
922                         vma = NULL;
923                         mpol_get(pol);
924                         err = lookup_node(mm, addr);
925                         if (err < 0)
926                                 goto out;
927                         *policy = err;
928                 } else if (pol == current->mempolicy &&
929                                 pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
930                         *policy = next_node_in(current->il_prev, pol->v.nodes);
931                 } else {
932                         err = -EINVAL;
933                         goto out;
934                 }
935         } else {
936                 *policy = pol == &default_policy ? MPOL_DEFAULT :
937                                                 pol->mode;
938                 /*
939                  * Internal mempolicy flags must be masked off before exposing
940                  * the policy to userspace.
941                  */
942                 *policy |= (pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS);
943         }
944
945         err = 0;
946         if (nmask) {
947                 if (mpol_store_user_nodemask(pol)) {
948                         *nmask = pol->w.user_nodemask;
949                 } else {
950                         task_lock(current);
951                         get_policy_nodemask(pol, nmask);
952                         task_unlock(current);
953                 }
954         }
955
956  out:
957         mpol_cond_put(pol);
958         if (vma)
959                 up_read(&mm->mmap_sem);
960         if (pol_refcount)
961                 mpol_put(pol_refcount);
962         return err;
963 }
964
965 #ifdef CONFIG_MIGRATION
966 /*
967  * page migration, thp tail pages can be passed.
968  */
969 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
970                                 unsigned long flags)
971 {
972         struct page *head = compound_head(page);
973         /*
974          * Avoid migrating a page that is shared with others.
975          */
976         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) || page_mapcount(head) == 1) {
977                 if (!isolate_lru_page(head)) {
978                         list_add_tail(&head->lru, pagelist);
979                         mod_node_page_state(page_pgdat(head),
980                                 NR_ISOLATED_ANON + page_is_file_cache(head),
981                                 hpage_nr_pages(head));
982                 } else if (flags & MPOL_MF_STRICT) {
983                         /*
984                          * Non-movable page may reach here.  And, there may be
985                          * temporary off LRU pages or non-LRU movable pages.
986                          * Treat them as unmovable pages since they can't be
987                          * isolated, so they can't be moved at the moment.  It
988                          * should return -EIO for this case too.
989                          */
990                         return -EIO;
991                 }
992         }
993
994         return 0;
995 }
996
997 /* page allocation callback for NUMA node migration */
998 struct page *alloc_new_node_page(struct page *page, unsigned long node)
999 {
1000         if (PageHuge(page))
1001                 return alloc_huge_page_node(page_hstate(compound_head(page)),
1002                                         node);
1003         else if (PageTransHuge(page)) {
1004                 struct page *thp;
1005
1006                 thp = alloc_pages_node(node,
1007                         (GFP_TRANSHUGE | __GFP_THISNODE),
1008                         HPAGE_PMD_ORDER);
1009                 if (!thp)
1010                         return NULL;
1011                 prep_transhuge_page(thp);
1012                 return thp;
1013         } else
1014                 return __alloc_pages_node(node, GFP_HIGHUSER_MOVABLE |
1015                                                     __GFP_THISNODE, 0);
1016 }
1017
1018 /*
1019  * Migrate pages from one node to a target node.
1020  * Returns error or the number of pages not migrated.
1021  */
1022 static int migrate_to_node(struct mm_struct *mm, int source, int dest,
1023                            int flags)
1024 {
1025         nodemask_t nmask;
1026         LIST_HEAD(pagelist);
1027         int err = 0;
1028
1029         nodes_clear(nmask);
1030         node_set(source, nmask);
1031
1032         /*
1033          * This does not "check" the range but isolates all pages that
1034          * need migration.  Between passing in the full user address
1035          * space range and MPOL_MF_DISCONTIG_OK, this call can not fail.
1036          */
1037         VM_BUG_ON(!(flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)));
1038         queue_pages_range(mm, mm->mmap->vm_start, mm->task_size, &nmask,
1039                         flags | MPOL_MF_DISCONTIG_OK, &pagelist);
1040
1041         if (!list_empty(&pagelist)) {
1042                 err = migrate_pages(&pagelist, alloc_new_node_page, NULL, dest,
1043                                         MIGRATE_SYNC, MR_SYSCALL);
1044                 if (err)
1045                         putback_movable_pages(&pagelist);
1046         }
1047
1048         return err;
1049 }
1050
1051 /*
1052  * Move pages between the two nodesets so as to preserve the physical
1053  * layout as much as possible.
1054  *
1055  * Returns the number of page that could not be moved.
1056  */
1057 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1058                      const nodemask_t *to, int flags)
1059 {
1060         int busy = 0;
1061         int err;
1062         nodemask_t tmp;
1063
1064         err = migrate_prep();
1065         if (err)
1066                 return err;
1067
1068         down_read(&mm->mmap_sem);
1069
1070         /*
1071          * Find a 'source' bit set in 'tmp' whose corresponding 'dest'
1072          * bit in 'to' is not also set in 'tmp'.  Clear the found 'source'
1073          * bit in 'tmp', and return that <source, dest> pair for migration.
1074          * The pair of nodemasks 'to' and 'from' define the map.
1075          *
1076          * If no pair of bits is found that way, fallback to picking some
1077          * pair of 'source' and 'dest' bits that are not the same.  If the
1078          * 'source' and 'dest' bits are the same, this represents a node
1079          * that will be migrating to itself, so no pages need move.
1080          *
1081          * If no bits are left in 'tmp', or if all remaining bits left
1082          * in 'tmp' correspond to the same bit in 'to', return false
1083          * (nothing left to migrate).
1084          *
1085          * This lets us pick a pair of nodes to migrate between, such that
1086          * if possible the dest node is not already occupied by some other
1087          * source node, minimizing the risk of overloading the memory on a
1088          * node that would happen if we migrated incoming memory to a node
1089          * before migrating outgoing memory source that same node.
1090          *
1091          * A single scan of tmp is sufficient.  As we go, we remember the
1092          * most recent <s, d> pair that moved (s != d).  If we find a pair
1093          * that not only moved, but what's better, moved to an empty slot
1094          * (d is not set in tmp), then we break out then, with that pair.
1095          * Otherwise when we finish scanning from_tmp, we at least have the
1096          * most recent <s, d> pair that moved.  If we get all the way through
1097          * the scan of tmp without finding any node that moved, much less
1098          * moved to an empty node, then there is nothing left worth migrating.
1099          */
1100
1101         tmp = *from;
1102         while (!nodes_empty(tmp)) {
1103                 int s,d;
1104                 int source = NUMA_NO_NODE;
1105                 int dest = 0;
1106
1107                 for_each_node_mask(s, tmp) {
1108
1109                         /*
1110                          * do_migrate_pages() tries to maintain the relative
1111                          * node relationship of the pages established between
1112                          * threads and memory areas.
1113                          *
1114                          * However if the number of source nodes is not equal to
1115                          * the number of destination nodes we can not preserve
1116                          * this node relative relationship.  In that case, skip
1117                          * copying memory from a node that is in the destination
1118                          * mask.
1119                          *
1120                          * Example: [2,3,4] -> [3,4,5] moves everything.
1121                          *          [0-7] - > [3,4,5] moves only 0,1,2,6,7.
1122                          */
1123
1124                         if ((nodes_weight(*from) != nodes_weight(*to)) &&
1125                                                 (node_isset(s, *to)))
1126                                 continue;
1127
1128                         d = node_remap(s, *from, *to);
1129                         if (s == d)
1130                                 continue;
1131
1132                         source = s;     /* Node moved. Memorize */
1133                         dest = d;
1134
1135                         /* dest not in remaining from nodes? */
1136                         if (!node_isset(dest, tmp))
1137                                 break;
1138                 }
1139                 if (source == NUMA_NO_NODE)
1140                         break;
1141
1142                 node_clear(source, tmp);
1143                 err = migrate_to_node(mm, source, dest, flags);
1144                 if (err > 0)
1145                         busy += err;
1146                 if (err < 0)
1147                         break;
1148         }
1149         up_read(&mm->mmap_sem);
1150         if (err < 0)
1151                 return err;
1152         return busy;
1153
1154 }
1155
1156 /*
1157  * Allocate a new page for page migration based on vma policy.
1158  * Start by assuming the page is mapped by the same vma as contains @start.
1159  * Search forward from there, if not.  N.B., this assumes that the
1160  * list of pages handed to migrate_pages()--which is how we get here--
1161  * is in virtual address order.
1162  */
1163 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start)
1164 {
1165         struct vm_area_struct *vma;
1166         unsigned long uninitialized_var(address);
1167
1168         vma = find_vma(current->mm, start);
1169         while (vma) {
1170                 address = page_address_in_vma(page, vma);
1171                 if (address != -EFAULT)
1172                         break;
1173                 vma = vma->vm_next;
1174         }
1175
1176         if (PageHuge(page)) {
1177                 return alloc_huge_page_vma(page_hstate(compound_head(page)),
1178                                 vma, address);
1179         } else if (PageTransHuge(page)) {
1180                 struct page *thp;
1181
1182                 thp = alloc_pages_vma(GFP_TRANSHUGE, HPAGE_PMD_ORDER, vma,
1183                                 address, numa_node_id());
1184                 if (!thp)
1185                         return NULL;
1186                 prep_transhuge_page(thp);
1187                 return thp;
1188         }
1189         /*
1190          * if !vma, alloc_page_vma() will use task or system default policy
1191          */
1192         return alloc_page_vma(GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_RETRY_MAYFAIL,
1193                         vma, address);
1194 }
1195 #else
1196
1197 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1198                                 unsigned long flags)
1199 {
1200         return -EIO;
1201 }
1202
1203 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1204                      const nodemask_t *to, int flags)
1205 {
1206         return -ENOSYS;
1207 }
1208
1209 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start)
1210 {
1211         return NULL;
1212 }
1213 #endif
1214
1215 static long do_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1216                      unsigned short mode, unsigned short mode_flags,
1217                      nodemask_t *nmask, unsigned long flags)
1218 {
1219         struct mm_struct *mm = current->mm;
1220         struct mempolicy *new;
1221         unsigned long end;
1222         int err;
1223         int ret;
1224         LIST_HEAD(pagelist);
1225
1226         if (flags & ~(unsigned long)MPOL_MF_VALID)
1227                 return -EINVAL;
1228         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1229                 return -EPERM;
1230
1231         if (start & ~PAGE_MASK)
1232                 return -EINVAL;
1233
1234         if (mode == MPOL_DEFAULT)
1235                 flags &= ~MPOL_MF_STRICT;
1236
1237         len = (len + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
1238         end = start + len;
1239
1240         if (end < start)
1241                 return -EINVAL;
1242         if (end == start)
1243                 return 0;
1244
1245         new = mpol_new(mode, mode_flags, nmask);
1246         if (IS_ERR(new))
1247                 return PTR_ERR(new);
1248
1249         if (flags & MPOL_MF_LAZY)
1250                 new->flags |= MPOL_F_MOF;
1251
1252         /*
1253          * If we are using the default policy then operation
1254          * on discontinuous address spaces is okay after all
1255          */
1256         if (!new)
1257                 flags |= MPOL_MF_DISCONTIG_OK;
1258
1259         pr_debug("mbind %lx-%lx mode:%d flags:%d nodes:%lx\n",
1260                  start, start + len, mode, mode_flags,
1261                  nmask ? nodes_addr(*nmask)[0] : NUMA_NO_NODE);
1262
1263         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
1264
1265                 err = migrate_prep();
1266                 if (err)
1267                         goto mpol_out;
1268         }
1269         {
1270                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1271                 if (scratch) {
1272                         down_write(&mm->mmap_sem);
1273                         task_lock(current);
1274                         err = mpol_set_nodemask(new, nmask, scratch);
1275                         task_unlock(current);
1276                         if (err)
1277                                 up_write(&mm->mmap_sem);
1278                 } else
1279                         err = -ENOMEM;
1280                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1281         }
1282         if (err)
1283                 goto mpol_out;
1284
1285         ret = queue_pages_range(mm, start, end, nmask,
1286                           flags | MPOL_MF_INVERT, &pagelist);
1287
1288         if (ret < 0) {
1289                 err = -EIO;
1290                 goto up_out;
1291         }
1292
1293         err = mbind_range(mm, start, end, new);
1294
1295         if (!err) {
1296                 int nr_failed = 0;
1297
1298                 if (!list_empty(&pagelist)) {
1299                         WARN_ON_ONCE(flags & MPOL_MF_LAZY);
1300                         nr_failed = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL,
1301                                 start, MIGRATE_SYNC, MR_MEMPOLICY_MBIND);
1302                         if (nr_failed)
1303                                 putback_movable_pages(&pagelist);
1304                 }
1305
1306                 if ((ret > 0) || (nr_failed && (flags & MPOL_MF_STRICT)))
1307                         err = -EIO;
1308         } else
1309                 putback_movable_pages(&pagelist);
1310
1311 up_out:
1312         up_write(&mm->mmap_sem);
1313 mpol_out:
1314         mpol_put(new);
1315         return err;
1316 }
1317
1318 /*
1319  * User space interface with variable sized bitmaps for nodelists.
1320  */
1321
1322 /* Copy a node mask from user space. */
1323 static int get_nodes(nodemask_t *nodes, const unsigned long __user *nmask,
1324                      unsigned long maxnode)
1325 {
1326         unsigned long k;
1327         unsigned long t;
1328         unsigned long nlongs;
1329         unsigned long endmask;
1330
1331         --maxnode;
1332         nodes_clear(*nodes);
1333         if (maxnode == 0 || !nmask)
1334                 return 0;
1335         if (maxnode > PAGE_SIZE*BITS_PER_BYTE)
1336                 return -EINVAL;
1337
1338         nlongs = BITS_TO_LONGS(maxnode);
1339         if ((maxnode % BITS_PER_LONG) == 0)
1340                 endmask = ~0UL;
1341         else
1342                 endmask = (1UL << (maxnode % BITS_PER_LONG)) - 1;
1343
1344         /*
1345          * When the user specified more nodes than supported just check
1346          * if the non supported part is all zero.
1347          *
1348          * If maxnode have more longs than MAX_NUMNODES, check
1349          * the bits in that area first. And then go through to
1350          * check the rest bits which equal or bigger than MAX_NUMNODES.
1351          * Otherwise, just check bits [MAX_NUMNODES, maxnode).
1352          */
1353         if (nlongs > BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES)) {
1354                 for (k = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES); k < nlongs; k++) {
1355                         if (get_user(t, nmask + k))
1356                                 return -EFAULT;
1357                         if (k == nlongs - 1) {
1358                                 if (t & endmask)
1359                                         return -EINVAL;
1360                         } else if (t)
1361                                 return -EINVAL;
1362                 }
1363                 nlongs = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES);
1364                 endmask = ~0UL;
1365         }
1366
1367         if (maxnode > MAX_NUMNODES && MAX_NUMNODES % BITS_PER_LONG != 0) {
1368                 unsigned long valid_mask = endmask;
1369
1370                 valid_mask &= ~((1UL << (MAX_NUMNODES % BITS_PER_LONG)) - 1);
1371                 if (get_user(t, nmask + nlongs - 1))
1372                         return -EFAULT;
1373                 if (t & valid_mask)
1374                         return -EINVAL;
1375         }
1376
1377         if (copy_from_user(nodes_addr(*nodes), nmask, nlongs*sizeof(unsigned long)))
1378                 return -EFAULT;
1379         nodes_addr(*nodes)[nlongs-1] &= endmask;
1380         return 0;
1381 }
1382
1383 /* Copy a kernel node mask to user space */
1384 static int copy_nodes_to_user(unsigned long __user *mask, unsigned long maxnode,
1385                               nodemask_t *nodes)
1386 {
1387         unsigned long copy = ALIGN(maxnode-1, 64) / 8;
1388         unsigned int nbytes = BITS_TO_LONGS(nr_node_ids) * sizeof(long);
1389
1390         if (copy > nbytes) {
1391                 if (copy > PAGE_SIZE)
1392                         return -EINVAL;
1393                 if (clear_user((char __user *)mask + nbytes, copy - nbytes))
1394                         return -EFAULT;
1395                 copy = nbytes;
1396         }
1397         return copy_to_user(mask, nodes_addr(*nodes), copy) ? -EFAULT : 0;
1398 }
1399
1400 static long kernel_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1401                          unsigned long mode, const unsigned long __user *nmask,
1402                          unsigned long maxnode, unsigned int flags)
1403 {
1404         nodemask_t nodes;
1405         int err;
1406         unsigned short mode_flags;
1407
1408         mode_flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1409         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1410         if (mode >= MPOL_MAX)
1411                 return -EINVAL;
1412         if ((mode_flags & MPOL_F_STATIC_NODES) &&
1413             (mode_flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1414                 return -EINVAL;
1415         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1416         if (err)
1417                 return err;
1418         return do_mbind(start, len, mode, mode_flags, &nodes, flags);
1419 }
1420
1421 SYSCALL_DEFINE6(mbind, unsigned long, start, unsigned long, len,
1422                 unsigned long, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1423                 unsigned long, maxnode, unsigned int, flags)
1424 {
1425         return kernel_mbind(start, len, mode, nmask, maxnode, flags);
1426 }
1427
1428 /* Set the process memory policy */
1429 static long kernel_set_mempolicy(int mode, const unsigned long __user *nmask,
1430                                  unsigned long maxnode)
1431 {
1432         int err;
1433         nodemask_t nodes;
1434         unsigned short flags;
1435
1436         flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1437         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1438         if ((unsigned int)mode >= MPOL_MAX)
1439                 return -EINVAL;
1440         if ((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) && (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1441                 return -EINVAL;
1442         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1443         if (err)
1444                 return err;
1445         return do_set_mempolicy(mode, flags, &nodes);
1446 }
1447
1448 SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1449                 unsigned long, maxnode)
1450 {
1451         return kernel_set_mempolicy(mode, nmask, maxnode);
1452 }
1453
1454 static int kernel_migrate_pages(pid_t pid, unsigned long maxnode,
1455                                 const unsigned long __user *old_nodes,
1456                                 const unsigned long __user *new_nodes)
1457 {
1458         struct mm_struct *mm = NULL;
1459         struct task_struct *task;
1460         nodemask_t task_nodes;
1461         int err;
1462         nodemask_t *old;
1463         nodemask_t *new;
1464         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1465
1466         if (!scratch)
1467                 return -ENOMEM;
1468
1469         old = &scratch->mask1;
1470         new = &scratch->mask2;
1471
1472         err = get_nodes(old, old_nodes, maxnode);
1473         if (err)
1474                 goto out;
1475
1476         err = get_nodes(new, new_nodes, maxnode);
1477         if (err)
1478                 goto out;
1479
1480         /* Find the mm_struct */
1481         rcu_read_lock();
1482         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1483         if (!task) {
1484                 rcu_read_unlock();
1485                 err = -ESRCH;
1486                 goto out;
1487         }
1488         get_task_struct(task);
1489
1490         err = -EINVAL;
1491
1492         /*
1493          * Check if this process has the right to modify the specified process.
1494          * Use the regular "ptrace_may_access()" checks.
1495          */
1496         if (!ptrace_may_access(task, PTRACE_MODE_READ_REALCREDS)) {
1497                 rcu_read_unlock();
1498                 err = -EPERM;
1499                 goto out_put;
1500         }
1501         rcu_read_unlock();
1502
1503         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1504         /* Is the user allowed to access the target nodes? */
1505         if (!nodes_subset(*new, task_nodes) && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1506                 err = -EPERM;
1507                 goto out_put;
1508         }
1509
1510         task_nodes = cpuset_mems_allowed(current);
1511         nodes_and(*new, *new, task_nodes);
1512         if (nodes_empty(*new))
1513                 goto out_put;
1514
1515         err = security_task_movememory(task);
1516         if (err)
1517                 goto out_put;
1518
1519         mm = get_task_mm(task);
1520         put_task_struct(task);
1521
1522         if (!mm) {
1523                 err = -EINVAL;
1524                 goto out;
1525         }
1526
1527         err = do_migrate_pages(mm, old, new,
1528                 capable(CAP_SYS_NICE) ? MPOL_MF_MOVE_ALL : MPOL_MF_MOVE);
1529
1530         mmput(mm);
1531 out:
1532         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1533
1534         return err;
1535
1536 out_put:
1537         put_task_struct(task);
1538         goto out;
1539
1540 }
1541
1542 SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, pid_t, pid, unsigned long, maxnode,
1543                 const unsigned long __user *, old_nodes,
1544                 const unsigned long __user *, new_nodes)
1545 {
1546         return kernel_migrate_pages(pid, maxnode, old_nodes, new_nodes);
1547 }
1548
1549
1550 /* Retrieve NUMA policy */
1551 static int kernel_get_mempolicy(int __user *policy,
1552                                 unsigned long __user *nmask,
1553                                 unsigned long maxnode,
1554                                 unsigned long addr,
1555                                 unsigned long flags)
1556 {
1557         int err;
1558         int uninitialized_var(pval);
1559         nodemask_t nodes;
1560
1561         if (nmask != NULL && maxnode < nr_node_ids)
1562                 return -EINVAL;
1563
1564         err = do_get_mempolicy(&pval, &nodes, addr, flags);
1565
1566         if (err)
1567                 return err;
1568
1569         if (policy && put_user(pval, policy))
1570                 return -EFAULT;
1571
1572         if (nmask)
1573                 err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, &nodes);
1574
1575         return err;
1576 }
1577
1578 SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1579                 unsigned long __user *, nmask, unsigned long, maxnode,
1580                 unsigned long, addr, unsigned long, flags)
1581 {
1582         return kernel_get_mempolicy(policy, nmask, maxnode, addr, flags);
1583 }
1584
1585 #ifdef CONFIG_COMPAT
1586
1587 COMPAT_SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1588                        compat_ulong_t __user *, nmask,
1589                        compat_ulong_t, maxnode,
1590                        compat_ulong_t, addr, compat_ulong_t, flags)
1591 {
1592         long err;
1593         unsigned long __user *nm = NULL;
1594         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1595         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1596
1597         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, nr_node_ids);
1598         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1599
1600         if (nmask)
1601                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1602
1603         err = kernel_get_mempolicy(policy, nm, nr_bits+1, addr, flags);
1604
1605         if (!err && nmask) {
1606                 unsigned long copy_size;
1607                 copy_size = min_t(unsigned long, sizeof(bm), alloc_size);
1608                 err = copy_from_user(bm, nm, copy_size);
1609                 /* ensure entire bitmap is zeroed */
1610                 err |= clear_user(nmask, ALIGN(maxnode-1, 8) / 8);
1611                 err |= compat_put_bitmap(nmask, bm, nr_bits);
1612         }
1613
1614         return err;
1615 }
1616
1617 COMPAT_SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, compat_ulong_t __user *, nmask,
1618                        compat_ulong_t, maxnode)
1619 {
1620         unsigned long __user *nm = NULL;
1621         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1622         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1623
1624         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1625         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1626
1627         if (nmask) {
1628                 if (compat_get_bitmap(bm, nmask, nr_bits))
1629                         return -EFAULT;
1630                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1631                 if (copy_to_user(nm, bm, alloc_size))
1632                         return -EFAULT;
1633         }
1634
1635         return kernel_set_mempolicy(mode, nm, nr_bits+1);
1636 }
1637
1638 COMPAT_SYSCALL_DEFINE6(mbind, compat_ulong_t, start, compat_ulong_t, len,
1639                        compat_ulong_t, mode, compat_ulong_t __user *, nmask,
1640                        compat_ulong_t, maxnode, compat_ulong_t, flags)
1641 {
1642         unsigned long __user *nm = NULL;
1643         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1644         nodemask_t bm;
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(nodes_addr(bm), nmask, nr_bits))
1651                         return -EFAULT;
1652                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1653                 if (copy_to_user(nm, nodes_addr(bm), alloc_size))
1654                         return -EFAULT;
1655         }
1656
1657         return kernel_mbind(start, len, mode, nm, nr_bits+1, flags);
1658 }
1659
1660 COMPAT_SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, compat_pid_t, pid,
1661                        compat_ulong_t, maxnode,
1662                        const compat_ulong_t __user *, old_nodes,
1663                        const compat_ulong_t __user *, new_nodes)
1664 {
1665         unsigned long __user *old = NULL;
1666         unsigned long __user *new = NULL;
1667         nodemask_t tmp_mask;
1668         unsigned long nr_bits;
1669         unsigned long size;
1670
1671         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode - 1, MAX_NUMNODES);
1672         size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1673         if (old_nodes) {
1674                 if (compat_get_bitmap(nodes_addr(tmp_mask), old_nodes, nr_bits))
1675                         return -EFAULT;
1676                 old = compat_alloc_user_space(new_nodes ? size * 2 : size);
1677                 if (new_nodes)
1678                         new = old + size / sizeof(unsigned long);
1679                 if (copy_to_user(old, nodes_addr(tmp_mask), size))
1680                         return -EFAULT;
1681         }
1682         if (new_nodes) {
1683                 if (compat_get_bitmap(nodes_addr(tmp_mask), new_nodes, nr_bits))
1684                         return -EFAULT;
1685                 if (new == NULL)
1686                         new = compat_alloc_user_space(size);
1687                 if (copy_to_user(new, nodes_addr(tmp_mask), size))
1688                         return -EFAULT;
1689         }
1690         return kernel_migrate_pages(pid, nr_bits + 1, old, new);
1691 }
1692
1693 #endif /* CONFIG_COMPAT */
1694
1695 struct mempolicy *__get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1696                                                 unsigned long addr)
1697 {
1698         struct mempolicy *pol = NULL;
1699
1700         if (vma) {
1701                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1702                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
1703                 } else if (vma->vm_policy) {
1704                         pol = vma->vm_policy;
1705
1706                         /*
1707                          * shmem_alloc_page() passes MPOL_F_SHARED policy with
1708                          * a pseudo vma whose vma->vm_ops=NULL. Take a reference
1709                          * count on these policies which will be dropped by
1710                          * mpol_cond_put() later
1711                          */
1712                         if (mpol_needs_cond_ref(pol))
1713                                 mpol_get(pol);
1714                 }
1715         }
1716
1717         return pol;
1718 }
1719
1720 /*
1721  * get_vma_policy(@vma, @addr)
1722  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
1723  * @addr: address in @vma for shared policy lookup
1724  *
1725  * Returns effective policy for a VMA at specified address.
1726  * Falls back to current->mempolicy or system default policy, as necessary.
1727  * Shared policies [those marked as MPOL_F_SHARED] require an extra reference
1728  * count--added by the get_policy() vm_op, as appropriate--to protect against
1729  * freeing by another task.  It is the caller's responsibility to free the
1730  * extra reference for shared policies.
1731  */
1732 struct mempolicy *get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1733                                                 unsigned long addr)
1734 {
1735         struct mempolicy *pol = __get_vma_policy(vma, addr);
1736
1737         if (!pol)
1738                 pol = get_task_policy(current);
1739
1740         return pol;
1741 }
1742
1743 bool vma_policy_mof(struct vm_area_struct *vma)
1744 {
1745         struct mempolicy *pol;
1746
1747         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1748                 bool ret = false;
1749
1750                 pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, vma->vm_start);
1751                 if (pol && (pol->flags & MPOL_F_MOF))
1752                         ret = true;
1753                 mpol_cond_put(pol);
1754
1755                 return ret;
1756         }
1757
1758         pol = vma->vm_policy;
1759         if (!pol)
1760                 pol = get_task_policy(current);
1761
1762         return pol->flags & MPOL_F_MOF;
1763 }
1764
1765 static int apply_policy_zone(struct mempolicy *policy, enum zone_type zone)
1766 {
1767         enum zone_type dynamic_policy_zone = policy_zone;
1768
1769         BUG_ON(dynamic_policy_zone == ZONE_MOVABLE);
1770
1771         /*
1772          * if policy->v.nodes has movable memory only,
1773          * we apply policy when gfp_zone(gfp) = ZONE_MOVABLE only.
1774          *
1775          * policy->v.nodes is intersect with node_states[N_MEMORY].
1776          * so if the following test faile, it implies
1777          * policy->v.nodes has movable memory only.
1778          */
1779         if (!nodes_intersects(policy->v.nodes, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
1780                 dynamic_policy_zone = ZONE_MOVABLE;
1781
1782         return zone >= dynamic_policy_zone;
1783 }
1784
1785 /*
1786  * Return a nodemask representing a mempolicy for filtering nodes for
1787  * page allocation
1788  */
1789 static nodemask_t *policy_nodemask(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1790 {
1791         /* Lower zones don't get a nodemask applied for MPOL_BIND */
1792         if (unlikely(policy->mode == MPOL_BIND) &&
1793                         apply_policy_zone(policy, gfp_zone(gfp)) &&
1794                         cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(&policy->v.nodes))
1795                 return &policy->v.nodes;
1796
1797         return NULL;
1798 }
1799
1800 /* Return the node id preferred by the given mempolicy, or the given id */
1801 static int policy_node(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy,
1802                                                                 int nd)
1803 {
1804         if (policy->mode == MPOL_PREFERRED && !(policy->flags & MPOL_F_LOCAL))
1805                 nd = policy->v.preferred_node;
1806         else {
1807                 /*
1808                  * __GFP_THISNODE shouldn't even be used with the bind policy
1809                  * because we might easily break the expectation to stay on the
1810                  * requested node and not break the policy.
1811                  */
1812                 WARN_ON_ONCE(policy->mode == MPOL_BIND && (gfp & __GFP_THISNODE));
1813         }
1814
1815         return nd;
1816 }
1817
1818 /* Do dynamic interleaving for a process */
1819 static unsigned interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
1820 {
1821         unsigned next;
1822         struct task_struct *me = current;
1823
1824         next = next_node_in(me->il_prev, policy->v.nodes);
1825         if (next < MAX_NUMNODES)
1826                 me->il_prev = next;
1827         return next;
1828 }
1829
1830 /*
1831  * Depending on the memory policy provide a node from which to allocate the
1832  * next slab entry.
1833  */
1834 unsigned int mempolicy_slab_node(void)
1835 {
1836         struct mempolicy *policy;
1837         int node = numa_mem_id();
1838
1839         if (in_interrupt())
1840                 return node;
1841
1842         policy = current->mempolicy;
1843         if (!policy || policy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1844                 return node;
1845
1846         switch (policy->mode) {
1847         case MPOL_PREFERRED:
1848                 /*
1849                  * handled MPOL_F_LOCAL above
1850                  */
1851                 return policy->v.preferred_node;
1852
1853         case MPOL_INTERLEAVE:
1854                 return interleave_nodes(policy);
1855
1856         case MPOL_BIND: {
1857                 struct zoneref *z;
1858
1859                 /*
1860                  * Follow bind policy behavior and start allocation at the
1861                  * first node.
1862                  */
1863                 struct zonelist *zonelist;
1864                 enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(GFP_KERNEL);
1865                 zonelist = &NODE_DATA(node)->node_zonelists[ZONELIST_FALLBACK];
1866                 z = first_zones_zonelist(zonelist, highest_zoneidx,
1867                                                         &policy->v.nodes);
1868                 return z->zone ? zone_to_nid(z->zone) : node;
1869         }
1870
1871         default:
1872                 BUG();
1873         }
1874 }
1875
1876 /*
1877  * Do static interleaving for a VMA with known offset @n.  Returns the n'th
1878  * node in pol->v.nodes (starting from n=0), wrapping around if n exceeds the
1879  * number of present nodes.
1880  */
1881 static unsigned offset_il_node(struct mempolicy *pol, unsigned long n)
1882 {
1883         unsigned nnodes = nodes_weight(pol->v.nodes);
1884         unsigned target;
1885         int i;
1886         int nid;
1887
1888         if (!nnodes)
1889                 return numa_node_id();
1890         target = (unsigned int)n % nnodes;
1891         nid = first_node(pol->v.nodes);
1892         for (i = 0; i < target; i++)
1893                 nid = next_node(nid, pol->v.nodes);
1894         return nid;
1895 }
1896
1897 /* Determine a node number for interleave */
1898 static inline unsigned interleave_nid(struct mempolicy *pol,
1899                  struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, int shift)
1900 {
1901         if (vma) {
1902                 unsigned long off;
1903
1904                 /*
1905                  * for small pages, there is no difference between
1906                  * shift and PAGE_SHIFT, so the bit-shift is safe.
1907                  * for huge pages, since vm_pgoff is in units of small
1908                  * pages, we need to shift off the always 0 bits to get
1909                  * a useful offset.
1910                  */
1911                 BUG_ON(shift < PAGE_SHIFT);
1912                 off = vma->vm_pgoff >> (shift - PAGE_SHIFT);
1913                 off += (addr - vma->vm_start) >> shift;
1914                 return offset_il_node(pol, off);
1915         } else
1916                 return interleave_nodes(pol);
1917 }
1918
1919 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
1920 /*
1921  * huge_node(@vma, @addr, @gfp_flags, @mpol)
1922  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
1923  * @addr: address in @vma for shared policy lookup and interleave policy
1924  * @gfp_flags: for requested zone
1925  * @mpol: pointer to mempolicy pointer for reference counted mempolicy
1926  * @nodemask: pointer to nodemask pointer for MPOL_BIND nodemask
1927  *
1928  * Returns a nid suitable for a huge page allocation and a pointer
1929  * to the struct mempolicy for conditional unref after allocation.
1930  * If the effective policy is 'BIND, returns a pointer to the mempolicy's
1931  * @nodemask for filtering the zonelist.
1932  *
1933  * Must be protected by read_mems_allowed_begin()
1934  */
1935 int huge_node(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, gfp_t gfp_flags,
1936                                 struct mempolicy **mpol, nodemask_t **nodemask)
1937 {
1938         int nid;
1939
1940         *mpol = get_vma_policy(vma, addr);
1941         *nodemask = NULL;       /* assume !MPOL_BIND */
1942
1943         if (unlikely((*mpol)->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
1944                 nid = interleave_nid(*mpol, vma, addr,
1945                                         huge_page_shift(hstate_vma(vma)));
1946         } else {
1947                 nid = policy_node(gfp_flags, *mpol, numa_node_id());
1948                 if ((*mpol)->mode == MPOL_BIND)
1949                         *nodemask = &(*mpol)->v.nodes;
1950         }
1951         return nid;
1952 }
1953
1954 /*
1955  * init_nodemask_of_mempolicy
1956  *
1957  * If the current task's mempolicy is "default" [NULL], return 'false'
1958  * to indicate default policy.  Otherwise, extract the policy nodemask
1959  * for 'bind' or 'interleave' policy into the argument nodemask, or
1960  * initialize the argument nodemask to contain the single node for
1961  * 'preferred' or 'local' policy and return 'true' to indicate presence
1962  * of non-default mempolicy.
1963  *
1964  * We don't bother with reference counting the mempolicy [mpol_get/put]
1965  * because the current task is examining it's own mempolicy and a task's
1966  * mempolicy is only ever changed by the task itself.
1967  *
1968  * N.B., it is the caller's responsibility to free a returned nodemask.
1969  */
1970 bool init_nodemask_of_mempolicy(nodemask_t *mask)
1971 {
1972         struct mempolicy *mempolicy;
1973         int nid;
1974
1975         if (!(mask && current->mempolicy))
1976                 return false;
1977
1978         task_lock(current);
1979         mempolicy = current->mempolicy;
1980         switch (mempolicy->mode) {
1981         case MPOL_PREFERRED:
1982                 if (mempolicy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1983                         nid = numa_node_id();
1984                 else
1985                         nid = mempolicy->v.preferred_node;
1986                 init_nodemask_of_node(mask, nid);
1987                 break;
1988
1989         case MPOL_BIND:
1990                 /* Fall through */
1991         case MPOL_INTERLEAVE:
1992                 *mask =  mempolicy->v.nodes;
1993                 break;
1994
1995         default:
1996                 BUG();
1997         }
1998         task_unlock(current);
1999
2000         return true;
2001 }
2002 #endif
2003
2004 /*
2005  * mempolicy_nodemask_intersects
2006  *
2007  * If tsk's mempolicy is "default" [NULL], return 'true' to indicate default
2008  * policy.  Otherwise, check for intersection between mask and the policy
2009  * nodemask for 'bind' or 'interleave' policy.  For 'perferred' or 'local'
2010  * policy, always return true since it may allocate elsewhere on fallback.
2011  *
2012  * Takes task_lock(tsk) to prevent freeing of its mempolicy.
2013  */
2014 bool mempolicy_nodemask_intersects(struct task_struct *tsk,
2015                                         const nodemask_t *mask)
2016 {
2017         struct mempolicy *mempolicy;
2018         bool ret = true;
2019
2020         if (!mask)
2021                 return ret;
2022         task_lock(tsk);
2023         mempolicy = tsk->mempolicy;
2024         if (!mempolicy)
2025                 goto out;
2026
2027         switch (mempolicy->mode) {
2028         case MPOL_PREFERRED:
2029                 /*
2030                  * MPOL_PREFERRED and MPOL_F_LOCAL are only preferred nodes to
2031                  * allocate from, they may fallback to other nodes when oom.
2032                  * Thus, it's possible for tsk to have allocated memory from
2033                  * nodes in mask.
2034                  */
2035                 break;
2036         case MPOL_BIND:
2037         case MPOL_INTERLEAVE:
2038                 ret = nodes_intersects(mempolicy->v.nodes, *mask);
2039                 break;
2040         default:
2041                 BUG();
2042         }
2043 out:
2044         task_unlock(tsk);
2045         return ret;
2046 }
2047
2048 /* Allocate a page in interleaved policy.
2049    Own path because it needs to do special accounting. */
2050 static struct page *alloc_page_interleave(gfp_t gfp, unsigned order,
2051                                         unsigned nid)
2052 {
2053         struct page *page;
2054
2055         page = __alloc_pages(gfp, order, nid);
2056         /* skip NUMA_INTERLEAVE_HIT counter update if numa stats is disabled */
2057         if (!static_branch_likely(&vm_numa_stat_key))
2058                 return page;
2059         if (page && page_to_nid(page) == nid) {
2060                 preempt_disable();
2061                 __inc_numa_state(page_zone(page), NUMA_INTERLEAVE_HIT);
2062                 preempt_enable();
2063         }
2064         return page;
2065 }
2066
2067 /**
2068  *      alloc_pages_vma - Allocate a page for a VMA.
2069  *
2070  *      @gfp:
2071  *      %GFP_USER    user allocation.
2072  *      %GFP_KERNEL  kernel allocations,
2073  *      %GFP_HIGHMEM highmem/user allocations,
2074  *      %GFP_FS      allocation should not call back into a file system.
2075  *      %GFP_ATOMIC  don't sleep.
2076  *
2077  *      @order:Order of the GFP allocation.
2078  *      @vma:  Pointer to VMA or NULL if not available.
2079  *      @addr: Virtual Address of the allocation. Must be inside the VMA.
2080  *      @node: Which node to prefer for allocation (modulo policy).
2081  *
2082  *      This function allocates a page from the kernel page pool and applies
2083  *      a NUMA policy associated with the VMA or the current process.
2084  *      When VMA is not NULL caller must hold down_read on the mmap_sem of the
2085  *      mm_struct of the VMA to prevent it from going away. Should be used for
2086  *      all allocations for pages that will be mapped into user space. Returns
2087  *      NULL when no page can be allocated.
2088  */
2089 struct page *
2090 alloc_pages_vma(gfp_t gfp, int order, struct vm_area_struct *vma,
2091                 unsigned long addr, int node)
2092 {
2093         struct mempolicy *pol;
2094         struct page *page;
2095         int preferred_nid;
2096         nodemask_t *nmask;
2097
2098         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2099
2100         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
2101                 unsigned nid;
2102
2103                 nid = interleave_nid(pol, vma, addr, PAGE_SHIFT + order);
2104                 mpol_cond_put(pol);
2105                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, nid);
2106                 goto out;
2107         }
2108
2109         nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2110         preferred_nid = policy_node(gfp, pol, node);
2111         page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order, preferred_nid, nmask);
2112         mpol_cond_put(pol);
2113 out:
2114         return page;
2115 }
2116 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_vma);
2117
2118 /**
2119  *      alloc_pages_current - Allocate pages.
2120  *
2121  *      @gfp:
2122  *              %GFP_USER   user allocation,
2123  *              %GFP_KERNEL kernel allocation,
2124  *              %GFP_HIGHMEM highmem allocation,
2125  *              %GFP_FS     don't call back into a file system.
2126  *              %GFP_ATOMIC don't sleep.
2127  *      @order: Power of two of allocation size in pages. 0 is a single page.
2128  *
2129  *      Allocate a page from the kernel page pool.  When not in
2130  *      interrupt context and apply the current process NUMA policy.
2131  *      Returns NULL when no page can be allocated.
2132  */
2133 struct page *alloc_pages_current(gfp_t gfp, unsigned order)
2134 {
2135         struct mempolicy *pol = &default_policy;
2136         struct page *page;
2137
2138         if (!in_interrupt() && !(gfp & __GFP_THISNODE))
2139                 pol = get_task_policy(current);
2140
2141         /*
2142          * No reference counting needed for current->mempolicy
2143          * nor system default_policy
2144          */
2145         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
2146                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, interleave_nodes(pol));
2147         else
2148                 page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order,
2149                                 policy_node(gfp, pol, numa_node_id()),
2150                                 policy_nodemask(gfp, pol));
2151
2152         return page;
2153 }
2154 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_current);
2155
2156 int vma_dup_policy(struct vm_area_struct *src, struct vm_area_struct *dst)
2157 {
2158         struct mempolicy *pol = mpol_dup(vma_policy(src));
2159
2160         if (IS_ERR(pol))
2161                 return PTR_ERR(pol);
2162         dst->vm_policy = pol;
2163         return 0;
2164 }
2165
2166 /*
2167  * If mpol_dup() sees current->cpuset == cpuset_being_rebound, then it
2168  * rebinds the mempolicy its copying by calling mpol_rebind_policy()
2169  * with the mems_allowed returned by cpuset_mems_allowed().  This
2170  * keeps mempolicies cpuset relative after its cpuset moves.  See
2171  * further kernel/cpuset.c update_nodemask().
2172  *
2173  * current's mempolicy may be rebinded by the other task(the task that changes
2174  * cpuset's mems), so we needn't do rebind work for current task.
2175  */
2176
2177 /* Slow path of a mempolicy duplicate */
2178 struct mempolicy *__mpol_dup(struct mempolicy *old)
2179 {
2180         struct mempolicy *new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2181
2182         if (!new)
2183                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2184
2185         /* task's mempolicy is protected by alloc_lock */
2186         if (old == current->mempolicy) {
2187                 task_lock(current);
2188                 *new = *old;
2189                 task_unlock(current);
2190         } else
2191                 *new = *old;
2192
2193         if (current_cpuset_is_being_rebound()) {
2194                 nodemask_t mems = cpuset_mems_allowed(current);
2195                 mpol_rebind_policy(new, &mems);
2196         }
2197         atomic_set(&new->refcnt, 1);
2198         return new;
2199 }
2200
2201 /* Slow path of a mempolicy comparison */
2202 bool __mpol_equal(struct mempolicy *a, struct mempolicy *b)
2203 {
2204         if (!a || !b)
2205                 return false;
2206         if (a->mode != b->mode)
2207                 return false;
2208         if (a->flags != b->flags)
2209                 return false;
2210         if (mpol_store_user_nodemask(a))
2211                 if (!nodes_equal(a->w.user_nodemask, b->w.user_nodemask))
2212                         return false;
2213
2214         switch (a->mode) {
2215         case MPOL_BIND:
2216                 /* Fall through */
2217         case MPOL_INTERLEAVE:
2218                 return !!nodes_equal(a->v.nodes, b->v.nodes);
2219         case MPOL_PREFERRED:
2220                 /* a's ->flags is the same as b's */
2221                 if (a->flags & MPOL_F_LOCAL)
2222                         return true;
2223                 return a->v.preferred_node == b->v.preferred_node;
2224         default:
2225                 BUG();
2226                 return false;
2227         }
2228 }
2229
2230 /*
2231  * Shared memory backing store policy support.
2232  *
2233  * Remember policies even when nobody has shared memory mapped.
2234  * The policies are kept in Red-Black tree linked from the inode.
2235  * They are protected by the sp->lock rwlock, which should be held
2236  * for any accesses to the tree.
2237  */
2238
2239 /*
2240  * lookup first element intersecting start-end.  Caller holds sp->lock for
2241  * reading or for writing
2242  */
2243 static struct sp_node *
2244 sp_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long start, unsigned long end)
2245 {
2246         struct rb_node *n = sp->root.rb_node;
2247
2248         while (n) {
2249                 struct sp_node *p = rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2250
2251                 if (start >= p->end)
2252                         n = n->rb_right;
2253                 else if (end <= p->start)
2254                         n = n->rb_left;
2255                 else
2256                         break;
2257         }
2258         if (!n)
2259                 return NULL;
2260         for (;;) {
2261                 struct sp_node *w = NULL;
2262                 struct rb_node *prev = rb_prev(n);
2263                 if (!prev)
2264                         break;
2265                 w = rb_entry(prev, struct sp_node, nd);
2266                 if (w->end <= start)
2267                         break;
2268                 n = prev;
2269         }
2270         return rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2271 }
2272
2273 /*
2274  * Insert a new shared policy into the list.  Caller holds sp->lock for
2275  * writing.
2276  */
2277 static void sp_insert(struct shared_policy *sp, struct sp_node *new)
2278 {
2279         struct rb_node **p = &sp->root.rb_node;
2280         struct rb_node *parent = NULL;
2281         struct sp_node *nd;
2282
2283         while (*p) {
2284                 parent = *p;
2285                 nd = rb_entry(parent, struct sp_node, nd);
2286                 if (new->start < nd->start)
2287                         p = &(*p)->rb_left;
2288                 else if (new->end > nd->end)
2289                         p = &(*p)->rb_right;
2290                 else
2291                         BUG();
2292         }
2293         rb_link_node(&new->nd, parent, p);
2294         rb_insert_color(&new->nd, &sp->root);
2295         pr_debug("inserting %lx-%lx: %d\n", new->start, new->end,
2296                  new->policy ? new->policy->mode : 0);
2297 }
2298
2299 /* Find shared policy intersecting idx */
2300 struct mempolicy *
2301 mpol_shared_policy_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long idx)
2302 {
2303         struct mempolicy *pol = NULL;
2304         struct sp_node *sn;
2305
2306         if (!sp->root.rb_node)
2307                 return NULL;
2308         read_lock(&sp->lock);
2309         sn = sp_lookup(sp, idx, idx+1);
2310         if (sn) {
2311                 mpol_get(sn->policy);
2312                 pol = sn->policy;
2313         }
2314         read_unlock(&sp->lock);
2315         return pol;
2316 }
2317
2318 static void sp_free(struct sp_node *n)
2319 {
2320         mpol_put(n->policy);
2321         kmem_cache_free(sn_cache, n);
2322 }
2323
2324 /**
2325  * mpol_misplaced - check whether current page node is valid in policy
2326  *
2327  * @page: page to be checked
2328  * @vma: vm area where page mapped
2329  * @addr: virtual address where page mapped
2330  *
2331  * Lookup current policy node id for vma,addr and "compare to" page's
2332  * node id.
2333  *
2334  * Returns:
2335  *      -1      - not misplaced, page is in the right node
2336  *      node    - node id where the page should be
2337  *
2338  * Policy determination "mimics" alloc_page_vma().
2339  * Called from fault path where we know the vma and faulting address.
2340  */
2341 int mpol_misplaced(struct page *page, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
2342 {
2343         struct mempolicy *pol;
2344         struct zoneref *z;
2345         int curnid = page_to_nid(page);
2346         unsigned long pgoff;
2347         int thiscpu = raw_smp_processor_id();
2348         int thisnid = cpu_to_node(thiscpu);
2349         int polnid = NUMA_NO_NODE;
2350         int ret = -1;
2351
2352         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2353         if (!(pol->flags & MPOL_F_MOF))
2354                 goto out;
2355
2356         switch (pol->mode) {
2357         case MPOL_INTERLEAVE:
2358                 pgoff = vma->vm_pgoff;
2359                 pgoff += (addr - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2360                 polnid = offset_il_node(pol, pgoff);
2361                 break;
2362
2363         case MPOL_PREFERRED:
2364                 if (pol->flags & MPOL_F_LOCAL)
2365                         polnid = numa_node_id();
2366                 else
2367                         polnid = pol->v.preferred_node;
2368                 break;
2369
2370         case MPOL_BIND:
2371
2372                 /*
2373                  * allows binding to multiple nodes.
2374                  * use current page if in policy nodemask,
2375                  * else select nearest allowed node, if any.
2376                  * If no allowed nodes, use current [!misplaced].
2377                  */
2378                 if (node_isset(curnid, pol->v.nodes))
2379                         goto out;
2380                 z = first_zones_zonelist(
2381                                 node_zonelist(numa_node_id(), GFP_HIGHUSER),
2382                                 gfp_zone(GFP_HIGHUSER),
2383                                 &pol->v.nodes);
2384                 polnid = zone_to_nid(z->zone);
2385                 break;
2386
2387         default:
2388                 BUG();
2389         }
2390
2391         /* Migrate the page towards the node whose CPU is referencing it */
2392         if (pol->flags & MPOL_F_MORON) {
2393                 polnid = thisnid;
2394
2395                 if (!should_numa_migrate_memory(current, page, curnid, thiscpu))
2396                         goto out;
2397         }
2398
2399         if (curnid != polnid)
2400                 ret = polnid;
2401 out:
2402         mpol_cond_put(pol);
2403
2404         return ret;
2405 }
2406
2407 /*
2408  * Drop the (possibly final) reference to task->mempolicy.  It needs to be
2409  * dropped after task->mempolicy is set to NULL so that any allocation done as
2410  * part of its kmem_cache_free(), such as by KASAN, doesn't reference a freed
2411  * policy.
2412  */
2413 void mpol_put_task_policy(struct task_struct *task)
2414 {
2415         struct mempolicy *pol;
2416
2417         task_lock(task);
2418         pol = task->mempolicy;
2419         task->mempolicy = NULL;
2420         task_unlock(task);
2421         mpol_put(pol);
2422 }
2423
2424 static void sp_delete(struct shared_policy *sp, struct sp_node *n)
2425 {
2426         pr_debug("deleting %lx-l%lx\n", n->start, n->end);
2427         rb_erase(&n->nd, &sp->root);
2428         sp_free(n);
2429 }
2430
2431 static void sp_node_init(struct sp_node *node, unsigned long start,
2432                         unsigned long end, struct mempolicy *pol)
2433 {
2434         node->start = start;
2435         node->end = end;
2436         node->policy = pol;
2437 }
2438
2439 static struct sp_node *sp_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
2440                                 struct mempolicy *pol)
2441 {
2442         struct sp_node *n;
2443         struct mempolicy *newpol;
2444
2445         n = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2446         if (!n)
2447                 return NULL;
2448
2449         newpol = mpol_dup(pol);
2450         if (IS_ERR(newpol)) {
2451                 kmem_cache_free(sn_cache, n);
2452                 return NULL;
2453         }
2454         newpol->flags |= MPOL_F_SHARED;
2455         sp_node_init(n, start, end, newpol);
2456
2457         return n;
2458 }
2459
2460 /* Replace a policy range. */
2461 static int shared_policy_replace(struct shared_policy *sp, unsigned long start,
2462                                  unsigned long end, struct sp_node *new)
2463 {
2464         struct sp_node *n;
2465         struct sp_node *n_new = NULL;
2466         struct mempolicy *mpol_new = NULL;
2467         int ret = 0;
2468
2469 restart:
2470         write_lock(&sp->lock);
2471         n = sp_lookup(sp, start, end);
2472         /* Take care of old policies in the same range. */
2473         while (n && n->start < end) {
2474                 struct rb_node *next = rb_next(&n->nd);
2475                 if (n->start >= start) {
2476                         if (n->end <= end)
2477                                 sp_delete(sp, n);
2478                         else
2479                                 n->start = end;
2480                 } else {
2481                         /* Old policy spanning whole new range. */
2482                         if (n->end > end) {
2483                                 if (!n_new)
2484                                         goto alloc_new;
2485
2486                                 *mpol_new = *n->policy;
2487                                 atomic_set(&mpol_new->refcnt, 1);
2488                                 sp_node_init(n_new, end, n->end, mpol_new);
2489                                 n->end = start;
2490                                 sp_insert(sp, n_new);
2491                                 n_new = NULL;
2492                                 mpol_new = NULL;
2493                                 break;
2494                         } else
2495                                 n->end = start;
2496                 }
2497                 if (!next)
2498                         break;
2499                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2500         }
2501         if (new)
2502                 sp_insert(sp, new);
2503         write_unlock(&sp->lock);
2504         ret = 0;
2505
2506 err_out:
2507         if (mpol_new)
2508                 mpol_put(mpol_new);
2509         if (n_new)
2510                 kmem_cache_free(sn_cache, n_new);
2511
2512         return ret;
2513
2514 alloc_new:
2515         write_unlock(&sp->lock);
2516         ret = -ENOMEM;
2517         n_new = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2518         if (!n_new)
2519                 goto err_out;
2520         mpol_new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2521         if (!mpol_new)
2522                 goto err_out;
2523         goto restart;
2524 }
2525
2526 /**
2527  * mpol_shared_policy_init - initialize shared policy for inode
2528  * @sp: pointer to inode shared policy
2529  * @mpol:  struct mempolicy to install
2530  *
2531  * Install non-NULL @mpol in inode's shared policy rb-tree.
2532  * On entry, the current task has a reference on a non-NULL @mpol.
2533  * This must be released on exit.
2534  * This is called at get_inode() calls and we can use GFP_KERNEL.
2535  */
2536 void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *sp, struct mempolicy *mpol)
2537 {
2538         int ret;
2539
2540         sp->root = RB_ROOT;             /* empty tree == default mempolicy */
2541         rwlock_init(&sp->lock);
2542
2543         if (mpol) {
2544                 struct vm_area_struct pvma;
2545                 struct mempolicy *new;
2546                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2547
2548                 if (!scratch)
2549                         goto put_mpol;
2550                 /* contextualize the tmpfs mount point mempolicy */
2551                 new = mpol_new(mpol->mode, mpol->flags, &mpol->w.user_nodemask);
2552                 if (IS_ERR(new))
2553                         goto free_scratch; /* no valid nodemask intersection */
2554
2555                 task_lock(current);
2556                 ret = mpol_set_nodemask(new, &mpol->w.user_nodemask, scratch);
2557                 task_unlock(current);
2558                 if (ret)
2559                         goto put_new;
2560
2561                 /* Create pseudo-vma that contains just the policy */
2562                 vma_init(&pvma, NULL);
2563                 pvma.vm_end = TASK_SIZE;        /* policy covers entire file */
2564                 mpol_set_shared_policy(sp, &pvma, new); /* adds ref */
2565
2566 put_new:
2567                 mpol_put(new);                  /* drop initial ref */
2568 free_scratch:
2569                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2570 put_mpol:
2571                 mpol_put(mpol); /* drop our incoming ref on sb mpol */
2572         }
2573 }
2574
2575 int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *info,
2576                         struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *npol)
2577 {
2578         int err;
2579         struct sp_node *new = NULL;
2580         unsigned long sz = vma_pages(vma);
2581
2582         pr_debug("set_shared_policy %lx sz %lu %d %d %lx\n",
2583                  vma->vm_pgoff,
2584                  sz, npol ? npol->mode : -1,
2585                  npol ? npol->flags : -1,
2586                  npol ? nodes_addr(npol->v.nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
2587
2588         if (npol) {
2589                 new = sp_alloc(vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, npol);
2590                 if (!new)
2591                         return -ENOMEM;
2592         }
2593         err = shared_policy_replace(info, vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff+sz, new);
2594         if (err && new)
2595                 sp_free(new);
2596         return err;
2597 }
2598
2599 /* Free a backing policy store on inode delete. */
2600 void mpol_free_shared_policy(struct shared_policy *p)
2601 {
2602         struct sp_node *n;
2603         struct rb_node *next;
2604
2605         if (!p->root.rb_node)
2606                 return;
2607         write_lock(&p->lock);
2608         next = rb_first(&p->root);
2609         while (next) {
2610                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2611                 next = rb_next(&n->nd);
2612                 sp_delete(p, n);
2613         }
2614         write_unlock(&p->lock);
2615 }
2616
2617 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2618 static int __initdata numabalancing_override;
2619
2620 static void __init check_numabalancing_enable(void)
2621 {
2622         bool numabalancing_default = false;
2623
2624         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA_BALANCING_DEFAULT_ENABLED))
2625                 numabalancing_default = true;
2626
2627         /* Parsed by setup_numabalancing. override == 1 enables, -1 disables */
2628         if (numabalancing_override)
2629                 set_numabalancing_state(numabalancing_override == 1);
2630
2631         if (num_online_nodes() > 1 && !numabalancing_override) {
2632                 pr_info("%s automatic NUMA balancing. Configure with numa_balancing= or the kernel.numa_balancing sysctl\n",
2633                         numabalancing_default ? "Enabling" : "Disabling");
2634                 set_numabalancing_state(numabalancing_default);
2635         }
2636 }
2637
2638 static int __init setup_numabalancing(char *str)
2639 {
2640         int ret = 0;
2641         if (!str)
2642                 goto out;
2643
2644         if (!strcmp(str, "enable")) {
2645                 numabalancing_override = 1;
2646                 ret = 1;
2647         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2648                 numabalancing_override = -1;
2649                 ret = 1;
2650         }
2651 out:
2652         if (!ret)
2653                 pr_warn("Unable to parse numa_balancing=\n");
2654
2655         return ret;
2656 }
2657 __setup("numa_balancing=", setup_numabalancing);
2658 #else
2659 static inline void __init check_numabalancing_enable(void)
2660 {
2661 }
2662 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2663
2664 /* assumes fs == KERNEL_DS */
2665 void __init numa_policy_init(void)
2666 {
2667         nodemask_t interleave_nodes;
2668         unsigned long largest = 0;
2669         int nid, prefer = 0;
2670
2671         policy_cache = kmem_cache_create("numa_policy",
2672                                          sizeof(struct mempolicy),
2673                                          0, SLAB_PANIC, NULL);
2674
2675         sn_cache = kmem_cache_create("shared_policy_node",
2676                                      sizeof(struct sp_node),
2677                                      0, SLAB_PANIC, NULL);
2678
2679         for_each_node(nid) {
2680                 preferred_node_policy[nid] = (struct mempolicy) {
2681                         .refcnt = ATOMIC_INIT(1),
2682                         .mode = MPOL_PREFERRED,
2683                         .flags = MPOL_F_MOF | MPOL_F_MORON,
2684                         .v = { .preferred_node = nid, },
2685                 };
2686         }
2687
2688         /*
2689          * Set interleaving policy for system init. Interleaving is only
2690          * enabled across suitably sized nodes (default is >= 16MB), or
2691          * fall back to the largest node if they're all smaller.
2692          */
2693         nodes_clear(interleave_nodes);
2694         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
2695                 unsigned long total_pages = node_present_pages(nid);
2696
2697                 /* Preserve the largest node */
2698                 if (largest < total_pages) {
2699                         largest = total_pages;
2700                         prefer = nid;
2701                 }
2702
2703                 /* Interleave this node? */
2704                 if ((total_pages << PAGE_SHIFT) >= (16 << 20))
2705                         node_set(nid, interleave_nodes);
2706         }
2707
2708         /* All too small, use the largest */
2709         if (unlikely(nodes_empty(interleave_nodes)))
2710                 node_set(prefer, interleave_nodes);
2711
2712         if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, 0, &interleave_nodes))
2713                 pr_err("%s: interleaving failed\n", __func__);
2714
2715         check_numabalancing_enable();
2716 }
2717
2718 /* Reset policy of current process to default */
2719 void numa_default_policy(void)
2720 {
2721         do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, 0, NULL);
2722 }
2723
2724 /*
2725  * Parse and format mempolicy from/to strings
2726  */
2727
2728 /*
2729  * "local" is implemented internally by MPOL_PREFERRED with MPOL_F_LOCAL flag.
2730  */
2731 static const char * const policy_modes[] =
2732 {
2733         [MPOL_DEFAULT]    = "default",
2734         [MPOL_PREFERRED]  = "prefer",
2735         [MPOL_BIND]       = "bind",
2736         [MPOL_INTERLEAVE] = "interleave",
2737         [MPOL_LOCAL]      = "local",
2738 };
2739
2740
2741 #ifdef CONFIG_TMPFS
2742 /**
2743  * mpol_parse_str - parse string to mempolicy, for tmpfs mpol mount option.
2744  * @str:  string containing mempolicy to parse
2745  * @mpol:  pointer to struct mempolicy pointer, returned on success.
2746  *
2747  * Format of input:
2748  *      <mode>[=<flags>][:<nodelist>]
2749  *
2750  * On success, returns 0, else 1
2751  */
2752 int mpol_parse_str(char *str, struct mempolicy **mpol)
2753 {
2754         struct mempolicy *new = NULL;
2755         unsigned short mode_flags;
2756         nodemask_t nodes;
2757         char *nodelist = strchr(str, ':');
2758         char *flags = strchr(str, '=');
2759         int err = 1, mode;
2760
2761         if (nodelist) {
2762                 /* NUL-terminate mode or flags string */
2763                 *nodelist++ = '\0';
2764                 if (nodelist_parse(nodelist, nodes))
2765                         goto out;
2766                 if (!nodes_subset(nodes, node_states[N_MEMORY]))
2767                         goto out;
2768         } else
2769                 nodes_clear(nodes);
2770
2771         if (flags)
2772                 *flags++ = '\0';        /* terminate mode string */
2773
2774         mode = match_string(policy_modes, MPOL_MAX, str);
2775         if (mode < 0)
2776                 goto out;
2777
2778         switch (mode) {
2779         case MPOL_PREFERRED:
2780                 /*
2781                  * Insist on a nodelist of one node only
2782                  */
2783                 if (nodelist) {
2784                         char *rest = nodelist;
2785                         while (isdigit(*rest))
2786                                 rest++;
2787                         if (*rest)
2788                                 goto out;
2789                 }
2790                 break;
2791         case MPOL_INTERLEAVE:
2792                 /*
2793                  * Default to online nodes with memory if no nodelist
2794                  */
2795                 if (!nodelist)
2796                         nodes = node_states[N_MEMORY];
2797                 break;
2798         case MPOL_LOCAL:
2799                 /*
2800                  * Don't allow a nodelist;  mpol_new() checks flags
2801                  */
2802                 if (nodelist)
2803                         goto out;
2804                 mode = MPOL_PREFERRED;
2805                 break;
2806         case MPOL_DEFAULT:
2807                 /*
2808                  * Insist on a empty nodelist
2809                  */
2810                 if (!nodelist)
2811                         err = 0;
2812                 goto out;
2813         case MPOL_BIND:
2814                 /*
2815                  * Insist on a nodelist
2816                  */
2817                 if (!nodelist)
2818                         goto out;
2819         }
2820
2821         mode_flags = 0;
2822         if (flags) {
2823                 /*
2824                  * Currently, we only support two mutually exclusive
2825                  * mode flags.
2826                  */
2827                 if (!strcmp(flags, "static"))
2828                         mode_flags |= MPOL_F_STATIC_NODES;
2829                 else if (!strcmp(flags, "relative"))
2830                         mode_flags |= MPOL_F_RELATIVE_NODES;
2831                 else
2832                         goto out;
2833         }
2834
2835         new = mpol_new(mode, mode_flags, &nodes);
2836         if (IS_ERR(new))
2837                 goto out;
2838
2839         /*
2840          * Save nodes for mpol_to_str() to show the tmpfs mount options
2841          * for /proc/mounts, /proc/pid/mounts and /proc/pid/mountinfo.
2842          */
2843         if (mode != MPOL_PREFERRED)
2844                 new->v.nodes = nodes;
2845         else if (nodelist)
2846                 new->v.preferred_node = first_node(nodes);
2847         else
2848                 new->flags |= MPOL_F_LOCAL;
2849
2850         /*
2851          * Save nodes for contextualization: this will be used to "clone"
2852          * the mempolicy in a specific context [cpuset] at a later time.
2853          */
2854         new->w.user_nodemask = nodes;
2855
2856         err = 0;
2857
2858 out:
2859         /* Restore string for error message */
2860         if (nodelist)
2861                 *--nodelist = ':';
2862         if (flags)
2863                 *--flags = '=';
2864         if (!err)
2865                 *mpol = new;
2866         return err;
2867 }
2868 #endif /* CONFIG_TMPFS */
2869
2870 /**
2871  * mpol_to_str - format a mempolicy structure for printing
2872  * @buffer:  to contain formatted mempolicy string
2873  * @maxlen:  length of @buffer
2874  * @pol:  pointer to mempolicy to be formatted
2875  *
2876  * Convert @pol into a string.  If @buffer is too short, truncate the string.
2877  * Recommend a @maxlen of at least 32 for the longest mode, "interleave", the
2878  * longest flag, "relative", and to display at least a few node ids.
2879  */
2880 void mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol)
2881 {
2882         char *p = buffer;
2883         nodemask_t nodes = NODE_MASK_NONE;
2884         unsigned short mode = MPOL_DEFAULT;
2885         unsigned short flags = 0;
2886
2887         if (pol && pol != &default_policy && !(pol->flags & MPOL_F_MORON)) {
2888                 mode = pol->mode;
2889                 flags = pol->flags;
2890         }
2891
2892         switch (mode) {
2893         case MPOL_DEFAULT:
2894                 break;
2895         case MPOL_PREFERRED:
2896                 if (flags & MPOL_F_LOCAL)
2897                         mode = MPOL_LOCAL;
2898                 else
2899                         node_set(pol->v.preferred_node, nodes);
2900                 break;
2901         case MPOL_BIND:
2902         case MPOL_INTERLEAVE:
2903                 nodes = pol->v.nodes;
2904                 break;
2905         default:
2906                 WARN_ON_ONCE(1);
2907                 snprintf(p, maxlen, "unknown");
2908                 return;
2909         }
2910
2911         p += snprintf(p, maxlen, "%s", policy_modes[mode]);
2912
2913         if (flags & MPOL_MODE_FLAGS) {
2914                 p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "=");
2915
2916                 /*
2917                  * Currently, the only defined flags are mutually exclusive
2918                  */
2919                 if (flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
2920                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "static");
2921                 else if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
2922                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "relative");
2923         }
2924
2925         if (!nodes_empty(nodes))
2926                 p += scnprintf(p, buffer + maxlen - p, ":%*pbl",
2927                                nodemask_pr_args(&nodes));
2928 }