mm/mempolicy.c

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