Merge patch series "RISC-V: Align the shadow stack"
[platform/kernel/linux-rpi.git] / mm / mempolicy.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  * Simple NUMA memory policy for the Linux kernel.
4  *
5  * Copyright 2003,2004 Andi Kleen, SuSE Labs.
6  * (C) Copyright 2005 Christoph Lameter, Silicon Graphics, Inc.
7  *
8  * NUMA policy allows the user to give hints in which node(s) memory should
9  * be allocated.
10  *
11  * Support four policies per VMA and per process:
12  *
13  * The VMA policy has priority over the process policy for a page fault.
14  *
15  * interleave     Allocate memory interleaved over a set of nodes,
16  *                with normal fallback if it fails.
17  *                For VMA based allocations this interleaves based on the
18  *                offset into the backing object or offset into the mapping
19  *                for anonymous memory. For process policy an process counter
20  *                is used.
21  *
22  * bind           Only allocate memory on a specific set of nodes,
23  *                no fallback.
24  *                FIXME: memory is allocated starting with the first node
25  *                to the last. It would be better if bind would truly restrict
26  *                the allocation to memory nodes instead
27  *
28  * preferred       Try a specific node first before normal fallback.
29  *                As a special case NUMA_NO_NODE here means do the allocation
30  *                on the local CPU. This is normally identical to default,
31  *                but useful to set in a VMA when you have a non default
32  *                process policy.
33  *
34  * preferred many Try a set of nodes first before normal fallback. This is
35  *                similar to preferred without the special case.
36  *
37  * default        Allocate on the local node first, or when on a VMA
38  *                use the process policy. This is what Linux always did
39  *                in a NUMA aware kernel and still does by, ahem, default.
40  *
41  * The process policy is applied for most non interrupt memory allocations
42  * in that process' context. Interrupts ignore the policies and always
43  * try to allocate on the local CPU. The VMA policy is only applied for memory
44  * allocations for a VMA in the VM.
45  *
46  * Currently there are a few corner cases in swapping where the policy
47  * is not applied, but the majority should be handled. When process policy
48  * is used it is not remembered over swap outs/swap ins.
49  *
50  * Only the highest zone in the zone hierarchy gets policied. Allocations
51  * requesting a lower zone just use default policy. This implies that
52  * on systems with highmem kernel lowmem allocation don't get policied.
53  * Same with GFP_DMA allocations.
54  *
55  * For shmfs/tmpfs/hugetlbfs shared memory the policy is shared between
56  * all users and remembered even when nobody has memory mapped.
57  */
58
59 /* Notebook:
60    fix mmap readahead to honour policy and enable policy for any page cache
61    object
62    statistics for bigpages
63    global policy for page cache? currently it uses process policy. Requires
64    first item above.
65    handle mremap for shared memory (currently ignored for the policy)
66    grows down?
67    make bind policy root only? It can trigger oom much faster and the
68    kernel is not always grateful with that.
69 */
70
71 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
72
73 #include <linux/mempolicy.h>
74 #include <linux/pagewalk.h>
75 #include <linux/highmem.h>
76 #include <linux/hugetlb.h>
77 #include <linux/kernel.h>
78 #include <linux/sched.h>
79 #include <linux/sched/mm.h>
80 #include <linux/sched/numa_balancing.h>
81 #include <linux/sched/task.h>
82 #include <linux/nodemask.h>
83 #include <linux/cpuset.h>
84 #include <linux/slab.h>
85 #include <linux/string.h>
86 #include <linux/export.h>
87 #include <linux/nsproxy.h>
88 #include <linux/interrupt.h>
89 #include <linux/init.h>
90 #include <linux/compat.h>
91 #include <linux/ptrace.h>
92 #include <linux/swap.h>
93 #include <linux/seq_file.h>
94 #include <linux/proc_fs.h>
95 #include <linux/migrate.h>
96 #include <linux/ksm.h>
97 #include <linux/rmap.h>
98 #include <linux/security.h>
99 #include <linux/syscalls.h>
100 #include <linux/ctype.h>
101 #include <linux/mm_inline.h>
102 #include <linux/mmu_notifier.h>
103 #include <linux/printk.h>
104 #include <linux/swapops.h>
105
106 #include <asm/tlbflush.h>
107 #include <asm/tlb.h>
108 #include <linux/uaccess.h>
109
110 #include "internal.h"
111
112 /* Internal flags */
113 #define MPOL_MF_DISCONTIG_OK (MPOL_MF_INTERNAL << 0)    /* Skip checks for continuous vmas */
114 #define MPOL_MF_INVERT (MPOL_MF_INTERNAL << 1)          /* Invert check for nodemask */
115
116 static struct kmem_cache *policy_cache;
117 static struct kmem_cache *sn_cache;
118
119 /* Highest zone. An specific allocation for a zone below that is not
120    policied. */
121 enum zone_type policy_zone = 0;
122
123 /*
124  * run-time system-wide default policy => local allocation
125  */
126 static struct mempolicy default_policy = {
127         .refcnt = ATOMIC_INIT(1), /* never free it */
128         .mode = MPOL_LOCAL,
129 };
130
131 static struct mempolicy preferred_node_policy[MAX_NUMNODES];
132
133 /**
134  * numa_map_to_online_node - Find closest online node
135  * @node: Node id to start the search
136  *
137  * Lookup the next closest node by distance if @nid is not online.
138  *
139  * Return: this @node if it is online, otherwise the closest node by distance
140  */
141 int numa_map_to_online_node(int node)
142 {
143         int min_dist = INT_MAX, dist, n, min_node;
144
145         if (node == NUMA_NO_NODE || node_online(node))
146                 return node;
147
148         min_node = node;
149         for_each_online_node(n) {
150                 dist = node_distance(node, n);
151                 if (dist < min_dist) {
152                         min_dist = dist;
153                         min_node = n;
154                 }
155         }
156
157         return min_node;
158 }
159 EXPORT_SYMBOL_GPL(numa_map_to_online_node);
160
161 struct mempolicy *get_task_policy(struct task_struct *p)
162 {
163         struct mempolicy *pol = p->mempolicy;
164         int node;
165
166         if (pol)
167                 return pol;
168
169         node = numa_node_id();
170         if (node != NUMA_NO_NODE) {
171                 pol = &preferred_node_policy[node];
172                 /* preferred_node_policy is not initialised early in boot */
173                 if (pol->mode)
174                         return pol;
175         }
176
177         return &default_policy;
178 }
179
180 static const struct mempolicy_operations {
181         int (*create)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
182         void (*rebind)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
183 } mpol_ops[MPOL_MAX];
184
185 static inline int mpol_store_user_nodemask(const struct mempolicy *pol)
186 {
187         return pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS;
188 }
189
190 static void mpol_relative_nodemask(nodemask_t *ret, const nodemask_t *orig,
191                                    const nodemask_t *rel)
192 {
193         nodemask_t tmp;
194         nodes_fold(tmp, *orig, nodes_weight(*rel));
195         nodes_onto(*ret, tmp, *rel);
196 }
197
198 static int mpol_new_nodemask(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
199 {
200         if (nodes_empty(*nodes))
201                 return -EINVAL;
202         pol->nodes = *nodes;
203         return 0;
204 }
205
206 static int mpol_new_preferred(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
207 {
208         if (nodes_empty(*nodes))
209                 return -EINVAL;
210
211         nodes_clear(pol->nodes);
212         node_set(first_node(*nodes), pol->nodes);
213         return 0;
214 }
215
216 /*
217  * mpol_set_nodemask is called after mpol_new() to set up the nodemask, if
218  * any, for the new policy.  mpol_new() has already validated the nodes
219  * parameter with respect to the policy mode and flags.
220  *
221  * Must be called holding task's alloc_lock to protect task's mems_allowed
222  * and mempolicy.  May also be called holding the mmap_lock for write.
223  */
224 static int mpol_set_nodemask(struct mempolicy *pol,
225                      const nodemask_t *nodes, struct nodemask_scratch *nsc)
226 {
227         int ret;
228
229         /*
230          * Default (pol==NULL) resp. local memory policies are not a
231          * subject of any remapping. They also do not need any special
232          * constructor.
233          */
234         if (!pol || pol->mode == MPOL_LOCAL)
235                 return 0;
236
237         /* Check N_MEMORY */
238         nodes_and(nsc->mask1,
239                   cpuset_current_mems_allowed, node_states[N_MEMORY]);
240
241         VM_BUG_ON(!nodes);
242
243         if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
244                 mpol_relative_nodemask(&nsc->mask2, nodes, &nsc->mask1);
245         else
246                 nodes_and(nsc->mask2, *nodes, nsc->mask1);
247
248         if (mpol_store_user_nodemask(pol))
249                 pol->w.user_nodemask = *nodes;
250         else
251                 pol->w.cpuset_mems_allowed = cpuset_current_mems_allowed;
252
253         ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, &nsc->mask2);
254         return ret;
255 }
256
257 /*
258  * This function just creates a new policy, does some check and simple
259  * initialization. You must invoke mpol_set_nodemask() to set nodes.
260  */
261 static struct mempolicy *mpol_new(unsigned short mode, unsigned short flags,
262                                   nodemask_t *nodes)
263 {
264         struct mempolicy *policy;
265
266         pr_debug("setting mode %d flags %d nodes[0] %lx\n",
267                  mode, flags, nodes ? nodes_addr(*nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
268
269         if (mode == MPOL_DEFAULT) {
270                 if (nodes && !nodes_empty(*nodes))
271                         return ERR_PTR(-EINVAL);
272                 return NULL;
273         }
274         VM_BUG_ON(!nodes);
275
276         /*
277          * MPOL_PREFERRED cannot be used with MPOL_F_STATIC_NODES or
278          * MPOL_F_RELATIVE_NODES if the nodemask is empty (local allocation).
279          * All other modes require a valid pointer to a non-empty nodemask.
280          */
281         if (mode == MPOL_PREFERRED) {
282                 if (nodes_empty(*nodes)) {
283                         if (((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
284                              (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)))
285                                 return ERR_PTR(-EINVAL);
286
287                         mode = MPOL_LOCAL;
288                 }
289         } else if (mode == MPOL_LOCAL) {
290                 if (!nodes_empty(*nodes) ||
291                     (flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
292                     (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
293                         return ERR_PTR(-EINVAL);
294         } else if (nodes_empty(*nodes))
295                 return ERR_PTR(-EINVAL);
296         policy = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
297         if (!policy)
298                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
299         atomic_set(&policy->refcnt, 1);
300         policy->mode = mode;
301         policy->flags = flags;
302         policy->home_node = NUMA_NO_NODE;
303
304         return policy;
305 }
306
307 /* Slow path of a mpol destructor. */
308 void __mpol_put(struct mempolicy *p)
309 {
310         if (!atomic_dec_and_test(&p->refcnt))
311                 return;
312         kmem_cache_free(policy_cache, p);
313 }
314
315 static void mpol_rebind_default(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
316 {
317 }
318
319 static void mpol_rebind_nodemask(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
320 {
321         nodemask_t tmp;
322
323         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
324                 nodes_and(tmp, pol->w.user_nodemask, *nodes);
325         else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
326                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
327         else {
328                 nodes_remap(tmp, pol->nodes, pol->w.cpuset_mems_allowed,
329                                                                 *nodes);
330                 pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
331         }
332
333         if (nodes_empty(tmp))
334                 tmp = *nodes;
335
336         pol->nodes = tmp;
337 }
338
339 static void mpol_rebind_preferred(struct mempolicy *pol,
340                                                 const nodemask_t *nodes)
341 {
342         pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
343 }
344
345 /*
346  * mpol_rebind_policy - Migrate a policy to a different set of nodes
347  *
348  * Per-vma policies are protected by mmap_lock. Allocations using per-task
349  * policies are protected by task->mems_allowed_seq to prevent a premature
350  * OOM/allocation failure due to parallel nodemask modification.
351  */
352 static void mpol_rebind_policy(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *newmask)
353 {
354         if (!pol || pol->mode == MPOL_LOCAL)
355                 return;
356         if (!mpol_store_user_nodemask(pol) &&
357             nodes_equal(pol->w.cpuset_mems_allowed, *newmask))
358                 return;
359
360         mpol_ops[pol->mode].rebind(pol, newmask);
361 }
362
363 /*
364  * Wrapper for mpol_rebind_policy() that just requires task
365  * pointer, and updates task mempolicy.
366  *
367  * Called with task's alloc_lock held.
368  */
369
370 void mpol_rebind_task(struct task_struct *tsk, const nodemask_t *new)
371 {
372         mpol_rebind_policy(tsk->mempolicy, new);
373 }
374
375 /*
376  * Rebind each vma in mm to new nodemask.
377  *
378  * Call holding a reference to mm.  Takes mm->mmap_lock during call.
379  */
380
381 void mpol_rebind_mm(struct mm_struct *mm, nodemask_t *new)
382 {
383         struct vm_area_struct *vma;
384         VMA_ITERATOR(vmi, mm, 0);
385
386         mmap_write_lock(mm);
387         for_each_vma(vmi, vma)
388                 mpol_rebind_policy(vma->vm_policy, new);
389         mmap_write_unlock(mm);
390 }
391
392 static const struct mempolicy_operations mpol_ops[MPOL_MAX] = {
393         [MPOL_DEFAULT] = {
394                 .rebind = mpol_rebind_default,
395         },
396         [MPOL_INTERLEAVE] = {
397                 .create = mpol_new_nodemask,
398                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
399         },
400         [MPOL_PREFERRED] = {
401                 .create = mpol_new_preferred,
402                 .rebind = mpol_rebind_preferred,
403         },
404         [MPOL_BIND] = {
405                 .create = mpol_new_nodemask,
406                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
407         },
408         [MPOL_LOCAL] = {
409                 .rebind = mpol_rebind_default,
410         },
411         [MPOL_PREFERRED_MANY] = {
412                 .create = mpol_new_nodemask,
413                 .rebind = mpol_rebind_preferred,
414         },
415 };
416
417 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
418                                 unsigned long flags);
419
420 struct queue_pages {
421         struct list_head *pagelist;
422         unsigned long flags;
423         nodemask_t *nmask;
424         unsigned long start;
425         unsigned long end;
426         struct vm_area_struct *first;
427 };
428
429 /*
430  * Check if the page's nid is in qp->nmask.
431  *
432  * If MPOL_MF_INVERT is set in qp->flags, check if the nid is
433  * in the invert of qp->nmask.
434  */
435 static inline bool queue_pages_required(struct page *page,
436                                         struct queue_pages *qp)
437 {
438         int nid = page_to_nid(page);
439         unsigned long flags = qp->flags;
440
441         return node_isset(nid, *qp->nmask) == !(flags & MPOL_MF_INVERT);
442 }
443
444 /*
445  * queue_pages_pmd() has three possible return values:
446  * 0 - pages are placed on the right node or queued successfully, or
447  *     special page is met, i.e. huge zero page.
448  * 1 - there is unmovable page, and MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
449  *     specified.
450  * -EIO - is migration entry or only MPOL_MF_STRICT was specified and an
451  *        existing page was already on a node that does not follow the
452  *        policy.
453  */
454 static int queue_pages_pmd(pmd_t *pmd, spinlock_t *ptl, unsigned long addr,
455                                 unsigned long end, struct mm_walk *walk)
456         __releases(ptl)
457 {
458         int ret = 0;
459         struct page *page;
460         struct queue_pages *qp = walk->private;
461         unsigned long flags;
462
463         if (unlikely(is_pmd_migration_entry(*pmd))) {
464                 ret = -EIO;
465                 goto unlock;
466         }
467         page = pmd_page(*pmd);
468         if (is_huge_zero_page(page)) {
469                 walk->action = ACTION_CONTINUE;
470                 goto unlock;
471         }
472         if (!queue_pages_required(page, qp))
473                 goto unlock;
474
475         flags = qp->flags;
476         /* go to thp migration */
477         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
478                 if (!vma_migratable(walk->vma) ||
479                     migrate_page_add(page, qp->pagelist, flags)) {
480                         ret = 1;
481                         goto unlock;
482                 }
483         } else
484                 ret = -EIO;
485 unlock:
486         spin_unlock(ptl);
487         return ret;
488 }
489
490 /*
491  * Scan through pages checking if pages follow certain conditions,
492  * and move them to the pagelist if they do.
493  *
494  * queue_pages_pte_range() has three possible return values:
495  * 0 - pages are placed on the right node or queued successfully, or
496  *     special page is met, i.e. zero page.
497  * 1 - there is unmovable page, and MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
498  *     specified.
499  * -EIO - only MPOL_MF_STRICT was specified and an existing page was already
500  *        on a node that does not follow the policy.
501  */
502 static int queue_pages_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
503                         unsigned long end, struct mm_walk *walk)
504 {
505         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
506         struct page *page;
507         struct queue_pages *qp = walk->private;
508         unsigned long flags = qp->flags;
509         bool has_unmovable = false;
510         pte_t *pte, *mapped_pte;
511         spinlock_t *ptl;
512
513         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
514         if (ptl)
515                 return queue_pages_pmd(pmd, ptl, addr, end, walk);
516
517         if (pmd_trans_unstable(pmd))
518                 return 0;
519
520         mapped_pte = pte = pte_offset_map_lock(walk->mm, pmd, addr, &ptl);
521         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE) {
522                 if (!pte_present(*pte))
523                         continue;
524                 page = vm_normal_page(vma, addr, *pte);
525                 if (!page || is_zone_device_page(page))
526                         continue;
527                 /*
528                  * vm_normal_page() filters out zero pages, but there might
529                  * still be PageReserved pages to skip, perhaps in a VDSO.
530                  */
531                 if (PageReserved(page))
532                         continue;
533                 if (!queue_pages_required(page, qp))
534                         continue;
535                 if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
536                         /* MPOL_MF_STRICT must be specified if we get here */
537                         if (!vma_migratable(vma)) {
538                                 has_unmovable = true;
539                                 break;
540                         }
541
542                         /*
543                          * Do not abort immediately since there may be
544                          * temporary off LRU pages in the range.  Still
545                          * need migrate other LRU pages.
546                          */
547                         if (migrate_page_add(page, qp->pagelist, flags))
548                                 has_unmovable = true;
549                 } else
550                         break;
551         }
552         pte_unmap_unlock(mapped_pte, ptl);
553         cond_resched();
554
555         if (has_unmovable)
556                 return 1;
557
558         return addr != end ? -EIO : 0;
559 }
560
561 static int queue_pages_hugetlb(pte_t *pte, unsigned long hmask,
562                                unsigned long addr, unsigned long end,
563                                struct mm_walk *walk)
564 {
565         int ret = 0;
566 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
567         struct queue_pages *qp = walk->private;
568         unsigned long flags = (qp->flags & MPOL_MF_VALID);
569         struct page *page;
570         spinlock_t *ptl;
571         pte_t entry;
572
573         ptl = huge_pte_lock(hstate_vma(walk->vma), walk->mm, pte);
574         entry = huge_ptep_get(pte);
575         if (!pte_present(entry))
576                 goto unlock;
577         page = pte_page(entry);
578         if (!queue_pages_required(page, qp))
579                 goto unlock;
580
581         if (flags == MPOL_MF_STRICT) {
582                 /*
583                  * STRICT alone means only detecting misplaced page and no
584                  * need to further check other vma.
585                  */
586                 ret = -EIO;
587                 goto unlock;
588         }
589
590         if (!vma_migratable(walk->vma)) {
591                 /*
592                  * Must be STRICT with MOVE*, otherwise .test_walk() have
593                  * stopped walking current vma.
594                  * Detecting misplaced page but allow migrating pages which
595                  * have been queued.
596                  */
597                 ret = 1;
598                 goto unlock;
599         }
600
601         /* With MPOL_MF_MOVE, we migrate only unshared hugepage. */
602         if (flags & (MPOL_MF_MOVE_ALL) ||
603             (flags & MPOL_MF_MOVE && page_mapcount(page) == 1)) {
604                 if (isolate_hugetlb(page, qp->pagelist) &&
605                         (flags & MPOL_MF_STRICT))
606                         /*
607                          * Failed to isolate page but allow migrating pages
608                          * which have been queued.
609                          */
610                         ret = 1;
611         }
612 unlock:
613         spin_unlock(ptl);
614 #else
615         BUG();
616 #endif
617         return ret;
618 }
619
620 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
621 /*
622  * This is used to mark a range of virtual addresses to be inaccessible.
623  * These are later cleared by a NUMA hinting fault. Depending on these
624  * faults, pages may be migrated for better NUMA placement.
625  *
626  * This is assuming that NUMA faults are handled using PROT_NONE. If
627  * an architecture makes a different choice, it will need further
628  * changes to the core.
629  */
630 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
631                         unsigned long addr, unsigned long end)
632 {
633         struct mmu_gather tlb;
634         int nr_updated;
635
636         tlb_gather_mmu(&tlb, vma->vm_mm);
637
638         nr_updated = change_protection(&tlb, vma, addr, end, PAGE_NONE,
639                                        MM_CP_PROT_NUMA);
640         if (nr_updated)
641                 count_vm_numa_events(NUMA_PTE_UPDATES, nr_updated);
642
643         tlb_finish_mmu(&tlb);
644
645         return nr_updated;
646 }
647 #else
648 static unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
649                         unsigned long addr, unsigned long end)
650 {
651         return 0;
652 }
653 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
654
655 static int queue_pages_test_walk(unsigned long start, unsigned long end,
656                                 struct mm_walk *walk)
657 {
658         struct vm_area_struct *next, *vma = walk->vma;
659         struct queue_pages *qp = walk->private;
660         unsigned long endvma = vma->vm_end;
661         unsigned long flags = qp->flags;
662
663         /* range check first */
664         VM_BUG_ON_VMA(!range_in_vma(vma, start, end), vma);
665
666         if (!qp->first) {
667                 qp->first = vma;
668                 if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK) &&
669                         (qp->start < vma->vm_start))
670                         /* hole at head side of range */
671                         return -EFAULT;
672         }
673         next = find_vma(vma->vm_mm, vma->vm_end);
674         if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK) &&
675                 ((vma->vm_end < qp->end) &&
676                 (!next || vma->vm_end < next->vm_start)))
677                 /* hole at middle or tail of range */
678                 return -EFAULT;
679
680         /*
681          * Need check MPOL_MF_STRICT to return -EIO if possible
682          * regardless of vma_migratable
683          */
684         if (!vma_migratable(vma) &&
685             !(flags & MPOL_MF_STRICT))
686                 return 1;
687
688         if (endvma > end)
689                 endvma = end;
690
691         if (flags & MPOL_MF_LAZY) {
692                 /* Similar to task_numa_work, skip inaccessible VMAs */
693                 if (!is_vm_hugetlb_page(vma) && vma_is_accessible(vma) &&
694                         !(vma->vm_flags & VM_MIXEDMAP))
695                         change_prot_numa(vma, start, endvma);
696                 return 1;
697         }
698
699         /* queue pages from current vma */
700         if (flags & MPOL_MF_VALID)
701                 return 0;
702         return 1;
703 }
704
705 static const struct mm_walk_ops queue_pages_walk_ops = {
706         .hugetlb_entry          = queue_pages_hugetlb,
707         .pmd_entry              = queue_pages_pte_range,
708         .test_walk              = queue_pages_test_walk,
709 };
710
711 /*
712  * Walk through page tables and collect pages to be migrated.
713  *
714  * If pages found in a given range are on a set of nodes (determined by
715  * @nodes and @flags,) it's isolated and queued to the pagelist which is
716  * passed via @private.
717  *
718  * queue_pages_range() has three possible return values:
719  * 1 - there is unmovable page, but MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
720  *     specified.
721  * 0 - queue pages successfully or no misplaced page.
722  * errno - i.e. misplaced pages with MPOL_MF_STRICT specified (-EIO) or
723  *         memory range specified by nodemask and maxnode points outside
724  *         your accessible address space (-EFAULT)
725  */
726 static int
727 queue_pages_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start, unsigned long end,
728                 nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
729                 struct list_head *pagelist)
730 {
731         int err;
732         struct queue_pages qp = {
733                 .pagelist = pagelist,
734                 .flags = flags,
735                 .nmask = nodes,
736                 .start = start,
737                 .end = end,
738                 .first = NULL,
739         };
740
741         err = walk_page_range(mm, start, end, &queue_pages_walk_ops, &qp);
742
743         if (!qp.first)
744                 /* whole range in hole */
745                 err = -EFAULT;
746
747         return err;
748 }
749
750 /*
751  * Apply policy to a single VMA
752  * This must be called with the mmap_lock held for writing.
753  */
754 static int vma_replace_policy(struct vm_area_struct *vma,
755                                                 struct mempolicy *pol)
756 {
757         int err;
758         struct mempolicy *old;
759         struct mempolicy *new;
760
761         pr_debug("vma %lx-%lx/%lx vm_ops %p vm_file %p set_policy %p\n",
762                  vma->vm_start, vma->vm_end, vma->vm_pgoff,
763                  vma->vm_ops, vma->vm_file,
764                  vma->vm_ops ? vma->vm_ops->set_policy : NULL);
765
766         new = mpol_dup(pol);
767         if (IS_ERR(new))
768                 return PTR_ERR(new);
769
770         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->set_policy) {
771                 err = vma->vm_ops->set_policy(vma, new);
772                 if (err)
773                         goto err_out;
774         }
775
776         old = vma->vm_policy;
777         vma->vm_policy = new; /* protected by mmap_lock */
778         mpol_put(old);
779
780         return 0;
781  err_out:
782         mpol_put(new);
783         return err;
784 }
785
786 /* Step 2: apply policy to a range and do splits. */
787 static int mbind_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
788                        unsigned long end, struct mempolicy *new_pol)
789 {
790         MA_STATE(mas, &mm->mm_mt, start - 1, start - 1);
791         struct vm_area_struct *prev;
792         struct vm_area_struct *vma;
793         int err = 0;
794         pgoff_t pgoff;
795
796         prev = mas_find_rev(&mas, 0);
797         if (prev && (start < prev->vm_end))
798                 vma = prev;
799         else
800                 vma = mas_next(&mas, end - 1);
801
802         for (; vma; vma = mas_next(&mas, end - 1)) {
803                 unsigned long vmstart = max(start, vma->vm_start);
804                 unsigned long vmend = min(end, vma->vm_end);
805
806                 if (mpol_equal(vma_policy(vma), new_pol))
807                         goto next;
808
809                 pgoff = vma->vm_pgoff +
810                         ((vmstart - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
811                 prev = vma_merge(mm, prev, vmstart, vmend, vma->vm_flags,
812                                  vma->anon_vma, vma->vm_file, pgoff,
813                                  new_pol, vma->vm_userfaultfd_ctx,
814                                  anon_vma_name(vma));
815                 if (prev) {
816                         /* vma_merge() invalidated the mas */
817                         mas_pause(&mas);
818                         vma = prev;
819                         goto replace;
820                 }
821                 if (vma->vm_start != vmstart) {
822                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmstart, 1);
823                         if (err)
824                                 goto out;
825                         /* split_vma() invalidated the mas */
826                         mas_pause(&mas);
827                 }
828                 if (vma->vm_end != vmend) {
829                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmend, 0);
830                         if (err)
831                                 goto out;
832                         /* split_vma() invalidated the mas */
833                         mas_pause(&mas);
834                 }
835 replace:
836                 err = vma_replace_policy(vma, new_pol);
837                 if (err)
838                         goto out;
839 next:
840                 prev = vma;
841         }
842
843 out:
844         return err;
845 }
846
847 /* Set the process memory policy */
848 static long do_set_mempolicy(unsigned short mode, unsigned short flags,
849                              nodemask_t *nodes)
850 {
851         struct mempolicy *new, *old;
852         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
853         int ret;
854
855         if (!scratch)
856                 return -ENOMEM;
857
858         new = mpol_new(mode, flags, nodes);
859         if (IS_ERR(new)) {
860                 ret = PTR_ERR(new);
861                 goto out;
862         }
863
864         task_lock(current);
865         ret = mpol_set_nodemask(new, nodes, scratch);
866         if (ret) {
867                 task_unlock(current);
868                 mpol_put(new);
869                 goto out;
870         }
871
872         old = current->mempolicy;
873         current->mempolicy = new;
874         if (new && new->mode == MPOL_INTERLEAVE)
875                 current->il_prev = MAX_NUMNODES-1;
876         task_unlock(current);
877         mpol_put(old);
878         ret = 0;
879 out:
880         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
881         return ret;
882 }
883
884 /*
885  * Return nodemask for policy for get_mempolicy() query
886  *
887  * Called with task's alloc_lock held
888  */
889 static void get_policy_nodemask(struct mempolicy *p, nodemask_t *nodes)
890 {
891         nodes_clear(*nodes);
892         if (p == &default_policy)
893                 return;
894
895         switch (p->mode) {
896         case MPOL_BIND:
897         case MPOL_INTERLEAVE:
898         case MPOL_PREFERRED:
899         case MPOL_PREFERRED_MANY:
900                 *nodes = p->nodes;
901                 break;
902         case MPOL_LOCAL:
903                 /* return empty node mask for local allocation */
904                 break;
905         default:
906                 BUG();
907         }
908 }
909
910 static int lookup_node(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
911 {
912         struct page *p = NULL;
913         int ret;
914
915         ret = get_user_pages_fast(addr & PAGE_MASK, 1, 0, &p);
916         if (ret > 0) {
917                 ret = page_to_nid(p);
918                 put_page(p);
919         }
920         return ret;
921 }
922
923 /* Retrieve NUMA policy */
924 static long do_get_mempolicy(int *policy, nodemask_t *nmask,
925                              unsigned long addr, unsigned long flags)
926 {
927         int err;
928         struct mm_struct *mm = current->mm;
929         struct vm_area_struct *vma = NULL;
930         struct mempolicy *pol = current->mempolicy, *pol_refcount = NULL;
931
932         if (flags &
933                 ~(unsigned long)(MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR|MPOL_F_MEMS_ALLOWED))
934                 return -EINVAL;
935
936         if (flags & MPOL_F_MEMS_ALLOWED) {
937                 if (flags & (MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR))
938                         return -EINVAL;
939                 *policy = 0;    /* just so it's initialized */
940                 task_lock(current);
941                 *nmask  = cpuset_current_mems_allowed;
942                 task_unlock(current);
943                 return 0;
944         }
945
946         if (flags & MPOL_F_ADDR) {
947                 /*
948                  * Do NOT fall back to task policy if the
949                  * vma/shared policy at addr is NULL.  We
950                  * want to return MPOL_DEFAULT in this case.
951                  */
952                 mmap_read_lock(mm);
953                 vma = vma_lookup(mm, addr);
954                 if (!vma) {
955                         mmap_read_unlock(mm);
956                         return -EFAULT;
957                 }
958                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy)
959                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
960                 else
961                         pol = vma->vm_policy;
962         } else if (addr)
963                 return -EINVAL;
964
965         if (!pol)
966                 pol = &default_policy;  /* indicates default behavior */
967
968         if (flags & MPOL_F_NODE) {
969                 if (flags & MPOL_F_ADDR) {
970                         /*
971                          * Take a refcount on the mpol, because we are about to
972                          * drop the mmap_lock, after which only "pol" remains
973                          * valid, "vma" is stale.
974                          */
975                         pol_refcount = pol;
976                         vma = NULL;
977                         mpol_get(pol);
978                         mmap_read_unlock(mm);
979                         err = lookup_node(mm, addr);
980                         if (err < 0)
981                                 goto out;
982                         *policy = err;
983                 } else if (pol == current->mempolicy &&
984                                 pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
985                         *policy = next_node_in(current->il_prev, pol->nodes);
986                 } else {
987                         err = -EINVAL;
988                         goto out;
989                 }
990         } else {
991                 *policy = pol == &default_policy ? MPOL_DEFAULT :
992                                                 pol->mode;
993                 /*
994                  * Internal mempolicy flags must be masked off before exposing
995                  * the policy to userspace.
996                  */
997                 *policy |= (pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS);
998         }
999
1000         err = 0;
1001         if (nmask) {
1002                 if (mpol_store_user_nodemask(pol)) {
1003                         *nmask = pol->w.user_nodemask;
1004                 } else {
1005                         task_lock(current);
1006                         get_policy_nodemask(pol, nmask);
1007                         task_unlock(current);
1008                 }
1009         }
1010
1011  out:
1012         mpol_cond_put(pol);
1013         if (vma)
1014                 mmap_read_unlock(mm);
1015         if (pol_refcount)
1016                 mpol_put(pol_refcount);
1017         return err;
1018 }
1019
1020 #ifdef CONFIG_MIGRATION
1021 /*
1022  * page migration, thp tail pages can be passed.
1023  */
1024 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1025                                 unsigned long flags)
1026 {
1027         struct page *head = compound_head(page);
1028         /*
1029          * Avoid migrating a page that is shared with others.
1030          */
1031         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) || page_mapcount(head) == 1) {
1032                 if (!isolate_lru_page(head)) {
1033                         list_add_tail(&head->lru, pagelist);
1034                         mod_node_page_state(page_pgdat(head),
1035                                 NR_ISOLATED_ANON + page_is_file_lru(head),
1036                                 thp_nr_pages(head));
1037                 } else if (flags & MPOL_MF_STRICT) {
1038                         /*
1039                          * Non-movable page may reach here.  And, there may be
1040                          * temporary off LRU pages or non-LRU movable pages.
1041                          * Treat them as unmovable pages since they can't be
1042                          * isolated, so they can't be moved at the moment.  It
1043                          * should return -EIO for this case too.
1044                          */
1045                         return -EIO;
1046                 }
1047         }
1048
1049         return 0;
1050 }
1051
1052 /*
1053  * Migrate pages from one node to a target node.
1054  * Returns error or the number of pages not migrated.
1055  */
1056 static int migrate_to_node(struct mm_struct *mm, int source, int dest,
1057                            int flags)
1058 {
1059         nodemask_t nmask;
1060         struct vm_area_struct *vma;
1061         LIST_HEAD(pagelist);
1062         int err = 0;
1063         struct migration_target_control mtc = {
1064                 .nid = dest,
1065                 .gfp_mask = GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_THISNODE,
1066         };
1067
1068         nodes_clear(nmask);
1069         node_set(source, nmask);
1070
1071         /*
1072          * This does not "check" the range but isolates all pages that
1073          * need migration.  Between passing in the full user address
1074          * space range and MPOL_MF_DISCONTIG_OK, this call can not fail.
1075          */
1076         vma = find_vma(mm, 0);
1077         VM_BUG_ON(!(flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)));
1078         queue_pages_range(mm, vma->vm_start, mm->task_size, &nmask,
1079                         flags | MPOL_MF_DISCONTIG_OK, &pagelist);
1080
1081         if (!list_empty(&pagelist)) {
1082                 err = migrate_pages(&pagelist, alloc_migration_target, NULL,
1083                                 (unsigned long)&mtc, MIGRATE_SYNC, MR_SYSCALL, NULL);
1084                 if (err)
1085                         putback_movable_pages(&pagelist);
1086         }
1087
1088         return err;
1089 }
1090
1091 /*
1092  * Move pages between the two nodesets so as to preserve the physical
1093  * layout as much as possible.
1094  *
1095  * Returns the number of page that could not be moved.
1096  */
1097 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1098                      const nodemask_t *to, int flags)
1099 {
1100         int busy = 0;
1101         int err = 0;
1102         nodemask_t tmp;
1103
1104         lru_cache_disable();
1105
1106         mmap_read_lock(mm);
1107
1108         /*
1109          * Find a 'source' bit set in 'tmp' whose corresponding 'dest'
1110          * bit in 'to' is not also set in 'tmp'.  Clear the found 'source'
1111          * bit in 'tmp', and return that <source, dest> pair for migration.
1112          * The pair of nodemasks 'to' and 'from' define the map.
1113          *
1114          * If no pair of bits is found that way, fallback to picking some
1115          * pair of 'source' and 'dest' bits that are not the same.  If the
1116          * 'source' and 'dest' bits are the same, this represents a node
1117          * that will be migrating to itself, so no pages need move.
1118          *
1119          * If no bits are left in 'tmp', or if all remaining bits left
1120          * in 'tmp' correspond to the same bit in 'to', return false
1121          * (nothing left to migrate).
1122          *
1123          * This lets us pick a pair of nodes to migrate between, such that
1124          * if possible the dest node is not already occupied by some other
1125          * source node, minimizing the risk of overloading the memory on a
1126          * node that would happen if we migrated incoming memory to a node
1127          * before migrating outgoing memory source that same node.
1128          *
1129          * A single scan of tmp is sufficient.  As we go, we remember the
1130          * most recent <s, d> pair that moved (s != d).  If we find a pair
1131          * that not only moved, but what's better, moved to an empty slot
1132          * (d is not set in tmp), then we break out then, with that pair.
1133          * Otherwise when we finish scanning from_tmp, we at least have the
1134          * most recent <s, d> pair that moved.  If we get all the way through
1135          * the scan of tmp without finding any node that moved, much less
1136          * moved to an empty node, then there is nothing left worth migrating.
1137          */
1138
1139         tmp = *from;
1140         while (!nodes_empty(tmp)) {
1141                 int s, d;
1142                 int source = NUMA_NO_NODE;
1143                 int dest = 0;
1144
1145                 for_each_node_mask(s, tmp) {
1146
1147                         /*
1148                          * do_migrate_pages() tries to maintain the relative
1149                          * node relationship of the pages established between
1150                          * threads and memory areas.
1151                          *
1152                          * However if the number of source nodes is not equal to
1153                          * the number of destination nodes we can not preserve
1154                          * this node relative relationship.  In that case, skip
1155                          * copying memory from a node that is in the destination
1156                          * mask.
1157                          *
1158                          * Example: [2,3,4] -> [3,4,5] moves everything.
1159                          *          [0-7] - > [3,4,5] moves only 0,1,2,6,7.
1160                          */
1161
1162                         if ((nodes_weight(*from) != nodes_weight(*to)) &&
1163                                                 (node_isset(s, *to)))
1164                                 continue;
1165
1166                         d = node_remap(s, *from, *to);
1167                         if (s == d)
1168                                 continue;
1169
1170                         source = s;     /* Node moved. Memorize */
1171                         dest = d;
1172
1173                         /* dest not in remaining from nodes? */
1174                         if (!node_isset(dest, tmp))
1175                                 break;
1176                 }
1177                 if (source == NUMA_NO_NODE)
1178                         break;
1179
1180                 node_clear(source, tmp);
1181                 err = migrate_to_node(mm, source, dest, flags);
1182                 if (err > 0)
1183                         busy += err;
1184                 if (err < 0)
1185                         break;
1186         }
1187         mmap_read_unlock(mm);
1188
1189         lru_cache_enable();
1190         if (err < 0)
1191                 return err;
1192         return busy;
1193
1194 }
1195
1196 /*
1197  * Allocate a new page for page migration based on vma policy.
1198  * Start by assuming the page is mapped by the same vma as contains @start.
1199  * Search forward from there, if not.  N.B., this assumes that the
1200  * list of pages handed to migrate_pages()--which is how we get here--
1201  * is in virtual address order.
1202  */
1203 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start)
1204 {
1205         struct folio *dst, *src = page_folio(page);
1206         struct vm_area_struct *vma;
1207         unsigned long address;
1208         VMA_ITERATOR(vmi, current->mm, start);
1209         gfp_t gfp = GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_RETRY_MAYFAIL;
1210
1211         for_each_vma(vmi, vma) {
1212                 address = page_address_in_vma(page, vma);
1213                 if (address != -EFAULT)
1214                         break;
1215         }
1216
1217         if (folio_test_hugetlb(src))
1218                 return alloc_huge_page_vma(page_hstate(&src->page),
1219                                 vma, address);
1220
1221         if (folio_test_large(src))
1222                 gfp = GFP_TRANSHUGE;
1223
1224         /*
1225          * if !vma, vma_alloc_folio() will use task or system default policy
1226          */
1227         dst = vma_alloc_folio(gfp, folio_order(src), vma, address,
1228                         folio_test_large(src));
1229         return &dst->page;
1230 }
1231 #else
1232
1233 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1234                                 unsigned long flags)
1235 {
1236         return -EIO;
1237 }
1238
1239 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1240                      const nodemask_t *to, int flags)
1241 {
1242         return -ENOSYS;
1243 }
1244
1245 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start)
1246 {
1247         return NULL;
1248 }
1249 #endif
1250
1251 static long do_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1252                      unsigned short mode, unsigned short mode_flags,
1253                      nodemask_t *nmask, unsigned long flags)
1254 {
1255         struct mm_struct *mm = current->mm;
1256         struct mempolicy *new;
1257         unsigned long end;
1258         int err;
1259         int ret;
1260         LIST_HEAD(pagelist);
1261
1262         if (flags & ~(unsigned long)MPOL_MF_VALID)
1263                 return -EINVAL;
1264         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1265                 return -EPERM;
1266
1267         if (start & ~PAGE_MASK)
1268                 return -EINVAL;
1269
1270         if (mode == MPOL_DEFAULT)
1271                 flags &= ~MPOL_MF_STRICT;
1272
1273         len = PAGE_ALIGN(len);
1274         end = start + len;
1275
1276         if (end < start)
1277                 return -EINVAL;
1278         if (end == start)
1279                 return 0;
1280
1281         new = mpol_new(mode, mode_flags, nmask);
1282         if (IS_ERR(new))
1283                 return PTR_ERR(new);
1284
1285         if (flags & MPOL_MF_LAZY)
1286                 new->flags |= MPOL_F_MOF;
1287
1288         /*
1289          * If we are using the default policy then operation
1290          * on discontinuous address spaces is okay after all
1291          */
1292         if (!new)
1293                 flags |= MPOL_MF_DISCONTIG_OK;
1294
1295         pr_debug("mbind %lx-%lx mode:%d flags:%d nodes:%lx\n",
1296                  start, start + len, mode, mode_flags,
1297                  nmask ? nodes_addr(*nmask)[0] : NUMA_NO_NODE);
1298
1299         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
1300
1301                 lru_cache_disable();
1302         }
1303         {
1304                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1305                 if (scratch) {
1306                         mmap_write_lock(mm);
1307                         err = mpol_set_nodemask(new, nmask, scratch);
1308                         if (err)
1309                                 mmap_write_unlock(mm);
1310                 } else
1311                         err = -ENOMEM;
1312                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1313         }
1314         if (err)
1315                 goto mpol_out;
1316
1317         ret = queue_pages_range(mm, start, end, nmask,
1318                           flags | MPOL_MF_INVERT, &pagelist);
1319
1320         if (ret < 0) {
1321                 err = ret;
1322                 goto up_out;
1323         }
1324
1325         err = mbind_range(mm, start, end, new);
1326
1327         if (!err) {
1328                 int nr_failed = 0;
1329
1330                 if (!list_empty(&pagelist)) {
1331                         WARN_ON_ONCE(flags & MPOL_MF_LAZY);
1332                         nr_failed = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL,
1333                                 start, MIGRATE_SYNC, MR_MEMPOLICY_MBIND, NULL);
1334                         if (nr_failed)
1335                                 putback_movable_pages(&pagelist);
1336                 }
1337
1338                 if ((ret > 0) || (nr_failed && (flags & MPOL_MF_STRICT)))
1339                         err = -EIO;
1340         } else {
1341 up_out:
1342                 if (!list_empty(&pagelist))
1343                         putback_movable_pages(&pagelist);
1344         }
1345
1346         mmap_write_unlock(mm);
1347 mpol_out:
1348         mpol_put(new);
1349         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL))
1350                 lru_cache_enable();
1351         return err;
1352 }
1353
1354 /*
1355  * User space interface with variable sized bitmaps for nodelists.
1356  */
1357 static int get_bitmap(unsigned long *mask, const unsigned long __user *nmask,
1358                       unsigned long maxnode)
1359 {
1360         unsigned long nlongs = BITS_TO_LONGS(maxnode);
1361         int ret;
1362
1363         if (in_compat_syscall())
1364                 ret = compat_get_bitmap(mask,
1365                                         (const compat_ulong_t __user *)nmask,
1366                                         maxnode);
1367         else
1368                 ret = copy_from_user(mask, nmask,
1369                                      nlongs * sizeof(unsigned long));
1370
1371         if (ret)
1372                 return -EFAULT;
1373
1374         if (maxnode % BITS_PER_LONG)
1375                 mask[nlongs - 1] &= (1UL << (maxnode % BITS_PER_LONG)) - 1;
1376
1377         return 0;
1378 }
1379
1380 /* Copy a node mask from user space. */
1381 static int get_nodes(nodemask_t *nodes, const unsigned long __user *nmask,
1382                      unsigned long maxnode)
1383 {
1384         --maxnode;
1385         nodes_clear(*nodes);
1386         if (maxnode == 0 || !nmask)
1387                 return 0;
1388         if (maxnode > PAGE_SIZE*BITS_PER_BYTE)
1389                 return -EINVAL;
1390
1391         /*
1392          * When the user specified more nodes than supported just check
1393          * if the non supported part is all zero, one word at a time,
1394          * starting at the end.
1395          */
1396         while (maxnode > MAX_NUMNODES) {
1397                 unsigned long bits = min_t(unsigned long, maxnode, BITS_PER_LONG);
1398                 unsigned long t;
1399
1400                 if (get_bitmap(&t, &nmask[(maxnode - 1) / BITS_PER_LONG], bits))
1401                         return -EFAULT;
1402
1403                 if (maxnode - bits >= MAX_NUMNODES) {
1404                         maxnode -= bits;
1405                 } else {
1406                         maxnode = MAX_NUMNODES;
1407                         t &= ~((1UL << (MAX_NUMNODES % BITS_PER_LONG)) - 1);
1408                 }
1409                 if (t)
1410                         return -EINVAL;
1411         }
1412
1413         return get_bitmap(nodes_addr(*nodes), nmask, maxnode);
1414 }
1415
1416 /* Copy a kernel node mask to user space */
1417 static int copy_nodes_to_user(unsigned long __user *mask, unsigned long maxnode,
1418                               nodemask_t *nodes)
1419 {
1420         unsigned long copy = ALIGN(maxnode-1, 64) / 8;
1421         unsigned int nbytes = BITS_TO_LONGS(nr_node_ids) * sizeof(long);
1422         bool compat = in_compat_syscall();
1423
1424         if (compat)
1425                 nbytes = BITS_TO_COMPAT_LONGS(nr_node_ids) * sizeof(compat_long_t);
1426
1427         if (copy > nbytes) {
1428                 if (copy > PAGE_SIZE)
1429                         return -EINVAL;
1430                 if (clear_user((char __user *)mask + nbytes, copy - nbytes))
1431                         return -EFAULT;
1432                 copy = nbytes;
1433                 maxnode = nr_node_ids;
1434         }
1435
1436         if (compat)
1437                 return compat_put_bitmap((compat_ulong_t __user *)mask,
1438                                          nodes_addr(*nodes), maxnode);
1439
1440         return copy_to_user(mask, nodes_addr(*nodes), copy) ? -EFAULT : 0;
1441 }
1442
1443 /* Basic parameter sanity check used by both mbind() and set_mempolicy() */
1444 static inline int sanitize_mpol_flags(int *mode, unsigned short *flags)
1445 {
1446         *flags = *mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1447         *mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1448
1449         if ((unsigned int)(*mode) >=  MPOL_MAX)
1450                 return -EINVAL;
1451         if ((*flags & MPOL_F_STATIC_NODES) && (*flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1452                 return -EINVAL;
1453         if (*flags & MPOL_F_NUMA_BALANCING) {
1454                 if (*mode != MPOL_BIND)
1455                         return -EINVAL;
1456                 *flags |= (MPOL_F_MOF | MPOL_F_MORON);
1457         }
1458         return 0;
1459 }
1460
1461 static long kernel_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1462                          unsigned long mode, const unsigned long __user *nmask,
1463                          unsigned long maxnode, unsigned int flags)
1464 {
1465         unsigned short mode_flags;
1466         nodemask_t nodes;
1467         int lmode = mode;
1468         int err;
1469
1470         start = untagged_addr(start);
1471         err = sanitize_mpol_flags(&lmode, &mode_flags);
1472         if (err)
1473                 return err;
1474
1475         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1476         if (err)
1477                 return err;
1478
1479         return do_mbind(start, len, lmode, mode_flags, &nodes, flags);
1480 }
1481
1482 SYSCALL_DEFINE4(set_mempolicy_home_node, unsigned long, start, unsigned long, len,
1483                 unsigned long, home_node, unsigned long, flags)
1484 {
1485         struct mm_struct *mm = current->mm;
1486         struct vm_area_struct *vma;
1487         struct mempolicy *new;
1488         unsigned long vmstart;
1489         unsigned long vmend;
1490         unsigned long end;
1491         int err = -ENOENT;
1492         VMA_ITERATOR(vmi, mm, start);
1493
1494         start = untagged_addr(start);
1495         if (start & ~PAGE_MASK)
1496                 return -EINVAL;
1497         /*
1498          * flags is used for future extension if any.
1499          */
1500         if (flags != 0)
1501                 return -EINVAL;
1502
1503         /*
1504          * Check home_node is online to avoid accessing uninitialized
1505          * NODE_DATA.
1506          */
1507         if (home_node >= MAX_NUMNODES || !node_online(home_node))
1508                 return -EINVAL;
1509
1510         len = PAGE_ALIGN(len);
1511         end = start + len;
1512
1513         if (end < start)
1514                 return -EINVAL;
1515         if (end == start)
1516                 return 0;
1517         mmap_write_lock(mm);
1518         for_each_vma_range(vmi, vma, end) {
1519                 vmstart = max(start, vma->vm_start);
1520                 vmend   = min(end, vma->vm_end);
1521                 new = mpol_dup(vma_policy(vma));
1522                 if (IS_ERR(new)) {
1523                         err = PTR_ERR(new);
1524                         break;
1525                 }
1526                 /*
1527                  * Only update home node if there is an existing vma policy
1528                  */
1529                 if (!new)
1530                         continue;
1531
1532                 /*
1533                  * If any vma in the range got policy other than MPOL_BIND
1534                  * or MPOL_PREFERRED_MANY we return error. We don't reset
1535                  * the home node for vmas we already updated before.
1536                  */
1537                 if (new->mode != MPOL_BIND && new->mode != MPOL_PREFERRED_MANY) {
1538                         err = -EOPNOTSUPP;
1539                         break;
1540                 }
1541
1542                 new->home_node = home_node;
1543                 err = mbind_range(mm, vmstart, vmend, new);
1544                 mpol_put(new);
1545                 if (err)
1546                         break;
1547         }
1548         mmap_write_unlock(mm);
1549         return err;
1550 }
1551
1552 SYSCALL_DEFINE6(mbind, unsigned long, start, unsigned long, len,
1553                 unsigned long, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1554                 unsigned long, maxnode, unsigned int, flags)
1555 {
1556         return kernel_mbind(start, len, mode, nmask, maxnode, flags);
1557 }
1558
1559 /* Set the process memory policy */
1560 static long kernel_set_mempolicy(int mode, const unsigned long __user *nmask,
1561                                  unsigned long maxnode)
1562 {
1563         unsigned short mode_flags;
1564         nodemask_t nodes;
1565         int lmode = mode;
1566         int err;
1567
1568         err = sanitize_mpol_flags(&lmode, &mode_flags);
1569         if (err)
1570                 return err;
1571
1572         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1573         if (err)
1574                 return err;
1575
1576         return do_set_mempolicy(lmode, mode_flags, &nodes);
1577 }
1578
1579 SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1580                 unsigned long, maxnode)
1581 {
1582         return kernel_set_mempolicy(mode, nmask, maxnode);
1583 }
1584
1585 static int kernel_migrate_pages(pid_t pid, unsigned long maxnode,
1586                                 const unsigned long __user *old_nodes,
1587                                 const unsigned long __user *new_nodes)
1588 {
1589         struct mm_struct *mm = NULL;
1590         struct task_struct *task;
1591         nodemask_t task_nodes;
1592         int err;
1593         nodemask_t *old;
1594         nodemask_t *new;
1595         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1596
1597         if (!scratch)
1598                 return -ENOMEM;
1599
1600         old = &scratch->mask1;
1601         new = &scratch->mask2;
1602
1603         err = get_nodes(old, old_nodes, maxnode);
1604         if (err)
1605                 goto out;
1606
1607         err = get_nodes(new, new_nodes, maxnode);
1608         if (err)
1609                 goto out;
1610
1611         /* Find the mm_struct */
1612         rcu_read_lock();
1613         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1614         if (!task) {
1615                 rcu_read_unlock();
1616                 err = -ESRCH;
1617                 goto out;
1618         }
1619         get_task_struct(task);
1620
1621         err = -EINVAL;
1622
1623         /*
1624          * Check if this process has the right to modify the specified process.
1625          * Use the regular "ptrace_may_access()" checks.
1626          */
1627         if (!ptrace_may_access(task, PTRACE_MODE_READ_REALCREDS)) {
1628                 rcu_read_unlock();
1629                 err = -EPERM;
1630                 goto out_put;
1631         }
1632         rcu_read_unlock();
1633
1634         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1635         /* Is the user allowed to access the target nodes? */
1636         if (!nodes_subset(*new, task_nodes) && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1637                 err = -EPERM;
1638                 goto out_put;
1639         }
1640
1641         task_nodes = cpuset_mems_allowed(current);
1642         nodes_and(*new, *new, task_nodes);
1643         if (nodes_empty(*new))
1644                 goto out_put;
1645
1646         err = security_task_movememory(task);
1647         if (err)
1648                 goto out_put;
1649
1650         mm = get_task_mm(task);
1651         put_task_struct(task);
1652
1653         if (!mm) {
1654                 err = -EINVAL;
1655                 goto out;
1656         }
1657
1658         err = do_migrate_pages(mm, old, new,
1659                 capable(CAP_SYS_NICE) ? MPOL_MF_MOVE_ALL : MPOL_MF_MOVE);
1660
1661         mmput(mm);
1662 out:
1663         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1664
1665         return err;
1666
1667 out_put:
1668         put_task_struct(task);
1669         goto out;
1670
1671 }
1672
1673 SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, pid_t, pid, unsigned long, maxnode,
1674                 const unsigned long __user *, old_nodes,
1675                 const unsigned long __user *, new_nodes)
1676 {
1677         return kernel_migrate_pages(pid, maxnode, old_nodes, new_nodes);
1678 }
1679
1680
1681 /* Retrieve NUMA policy */
1682 static int kernel_get_mempolicy(int __user *policy,
1683                                 unsigned long __user *nmask,
1684                                 unsigned long maxnode,
1685                                 unsigned long addr,
1686                                 unsigned long flags)
1687 {
1688         int err;
1689         int pval;
1690         nodemask_t nodes;
1691
1692         if (nmask != NULL && maxnode < nr_node_ids)
1693                 return -EINVAL;
1694
1695         addr = untagged_addr(addr);
1696
1697         err = do_get_mempolicy(&pval, &nodes, addr, flags);
1698
1699         if (err)
1700                 return err;
1701
1702         if (policy && put_user(pval, policy))
1703                 return -EFAULT;
1704
1705         if (nmask)
1706                 err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, &nodes);
1707
1708         return err;
1709 }
1710
1711 SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1712                 unsigned long __user *, nmask, unsigned long, maxnode,
1713                 unsigned long, addr, unsigned long, flags)
1714 {
1715         return kernel_get_mempolicy(policy, nmask, maxnode, addr, flags);
1716 }
1717
1718 bool vma_migratable(struct vm_area_struct *vma)
1719 {
1720         if (vma->vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP))
1721                 return false;
1722
1723         /*
1724          * DAX device mappings require predictable access latency, so avoid
1725          * incurring periodic faults.
1726          */
1727         if (vma_is_dax(vma))
1728                 return false;
1729
1730         if (is_vm_hugetlb_page(vma) &&
1731                 !hugepage_migration_supported(hstate_vma(vma)))
1732                 return false;
1733
1734         /*
1735          * Migration allocates pages in the highest zone. If we cannot
1736          * do so then migration (at least from node to node) is not
1737          * possible.
1738          */
1739         if (vma->vm_file &&
1740                 gfp_zone(mapping_gfp_mask(vma->vm_file->f_mapping))
1741                         < policy_zone)
1742                 return false;
1743         return true;
1744 }
1745
1746 struct mempolicy *__get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1747                                                 unsigned long addr)
1748 {
1749         struct mempolicy *pol = NULL;
1750
1751         if (vma) {
1752                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1753                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
1754                 } else if (vma->vm_policy) {
1755                         pol = vma->vm_policy;
1756
1757                         /*
1758                          * shmem_alloc_page() passes MPOL_F_SHARED policy with
1759                          * a pseudo vma whose vma->vm_ops=NULL. Take a reference
1760                          * count on these policies which will be dropped by
1761                          * mpol_cond_put() later
1762                          */
1763                         if (mpol_needs_cond_ref(pol))
1764                                 mpol_get(pol);
1765                 }
1766         }
1767
1768         return pol;
1769 }
1770
1771 /*
1772  * get_vma_policy(@vma, @addr)
1773  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
1774  * @addr: address in @vma for shared policy lookup
1775  *
1776  * Returns effective policy for a VMA at specified address.
1777  * Falls back to current->mempolicy or system default policy, as necessary.
1778  * Shared policies [those marked as MPOL_F_SHARED] require an extra reference
1779  * count--added by the get_policy() vm_op, as appropriate--to protect against
1780  * freeing by another task.  It is the caller's responsibility to free the
1781  * extra reference for shared policies.
1782  */
1783 static struct mempolicy *get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1784                                                 unsigned long addr)
1785 {
1786         struct mempolicy *pol = __get_vma_policy(vma, addr);
1787
1788         if (!pol)
1789                 pol = get_task_policy(current);
1790
1791         return pol;
1792 }
1793
1794 bool vma_policy_mof(struct vm_area_struct *vma)
1795 {
1796         struct mempolicy *pol;
1797
1798         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1799                 bool ret = false;
1800
1801                 pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, vma->vm_start);
1802                 if (pol && (pol->flags & MPOL_F_MOF))
1803                         ret = true;
1804                 mpol_cond_put(pol);
1805
1806                 return ret;
1807         }
1808
1809         pol = vma->vm_policy;
1810         if (!pol)
1811                 pol = get_task_policy(current);
1812
1813         return pol->flags & MPOL_F_MOF;
1814 }
1815
1816 bool apply_policy_zone(struct mempolicy *policy, enum zone_type zone)
1817 {
1818         enum zone_type dynamic_policy_zone = policy_zone;
1819
1820         BUG_ON(dynamic_policy_zone == ZONE_MOVABLE);
1821
1822         /*
1823          * if policy->nodes has movable memory only,
1824          * we apply policy when gfp_zone(gfp) = ZONE_MOVABLE only.
1825          *
1826          * policy->nodes is intersect with node_states[N_MEMORY].
1827          * so if the following test fails, it implies
1828          * policy->nodes has movable memory only.
1829          */
1830         if (!nodes_intersects(policy->nodes, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
1831                 dynamic_policy_zone = ZONE_MOVABLE;
1832
1833         return zone >= dynamic_policy_zone;
1834 }
1835
1836 /*
1837  * Return a nodemask representing a mempolicy for filtering nodes for
1838  * page allocation
1839  */
1840 nodemask_t *policy_nodemask(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1841 {
1842         int mode = policy->mode;
1843
1844         /* Lower zones don't get a nodemask applied for MPOL_BIND */
1845         if (unlikely(mode == MPOL_BIND) &&
1846                 apply_policy_zone(policy, gfp_zone(gfp)) &&
1847                 cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(&policy->nodes))
1848                 return &policy->nodes;
1849
1850         if (mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
1851                 return &policy->nodes;
1852
1853         return NULL;
1854 }
1855
1856 /*
1857  * Return the  preferred node id for 'prefer' mempolicy, and return
1858  * the given id for all other policies.
1859  *
1860  * policy_node() is always coupled with policy_nodemask(), which
1861  * secures the nodemask limit for 'bind' and 'prefer-many' policy.
1862  */
1863 static int policy_node(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy, int nd)
1864 {
1865         if (policy->mode == MPOL_PREFERRED) {
1866                 nd = first_node(policy->nodes);
1867         } else {
1868                 /*
1869                  * __GFP_THISNODE shouldn't even be used with the bind policy
1870                  * because we might easily break the expectation to stay on the
1871                  * requested node and not break the policy.
1872                  */
1873                 WARN_ON_ONCE(policy->mode == MPOL_BIND && (gfp & __GFP_THISNODE));
1874         }
1875
1876         if ((policy->mode == MPOL_BIND ||
1877              policy->mode == MPOL_PREFERRED_MANY) &&
1878             policy->home_node != NUMA_NO_NODE)
1879                 return policy->home_node;
1880
1881         return nd;
1882 }
1883
1884 /* Do dynamic interleaving for a process */
1885 static unsigned interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
1886 {
1887         unsigned next;
1888         struct task_struct *me = current;
1889
1890         next = next_node_in(me->il_prev, policy->nodes);
1891         if (next < MAX_NUMNODES)
1892                 me->il_prev = next;
1893         return next;
1894 }
1895
1896 /*
1897  * Depending on the memory policy provide a node from which to allocate the
1898  * next slab entry.
1899  */
1900 unsigned int mempolicy_slab_node(void)
1901 {
1902         struct mempolicy *policy;
1903         int node = numa_mem_id();
1904
1905         if (!in_task())
1906                 return node;
1907
1908         policy = current->mempolicy;
1909         if (!policy)
1910                 return node;
1911
1912         switch (policy->mode) {
1913         case MPOL_PREFERRED:
1914                 return first_node(policy->nodes);
1915
1916         case MPOL_INTERLEAVE:
1917                 return interleave_nodes(policy);
1918
1919         case MPOL_BIND:
1920         case MPOL_PREFERRED_MANY:
1921         {
1922                 struct zoneref *z;
1923
1924                 /*
1925                  * Follow bind policy behavior and start allocation at the
1926                  * first node.
1927                  */
1928                 struct zonelist *zonelist;
1929                 enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(GFP_KERNEL);
1930                 zonelist = &NODE_DATA(node)->node_zonelists[ZONELIST_FALLBACK];
1931                 z = first_zones_zonelist(zonelist, highest_zoneidx,
1932                                                         &policy->nodes);
1933                 return z->zone ? zone_to_nid(z->zone) : node;
1934         }
1935         case MPOL_LOCAL:
1936                 return node;
1937
1938         default:
1939                 BUG();
1940         }
1941 }
1942
1943 /*
1944  * Do static interleaving for a VMA with known offset @n.  Returns the n'th
1945  * node in pol->nodes (starting from n=0), wrapping around if n exceeds the
1946  * number of present nodes.
1947  */
1948 static unsigned offset_il_node(struct mempolicy *pol, unsigned long n)
1949 {
1950         nodemask_t nodemask = pol->nodes;
1951         unsigned int target, nnodes;
1952         int i;
1953         int nid;
1954         /*
1955          * The barrier will stabilize the nodemask in a register or on
1956          * the stack so that it will stop changing under the code.
1957          *
1958          * Between first_node() and next_node(), pol->nodes could be changed
1959          * by other threads. So we put pol->nodes in a local stack.
1960          */
1961         barrier();
1962
1963         nnodes = nodes_weight(nodemask);
1964         if (!nnodes)
1965                 return numa_node_id();
1966         target = (unsigned int)n % nnodes;
1967         nid = first_node(nodemask);
1968         for (i = 0; i < target; i++)
1969                 nid = next_node(nid, nodemask);
1970         return nid;
1971 }
1972
1973 /* Determine a node number for interleave */
1974 static inline unsigned interleave_nid(struct mempolicy *pol,
1975                  struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, int shift)
1976 {
1977         if (vma) {
1978                 unsigned long off;
1979
1980                 /*
1981                  * for small pages, there is no difference between
1982                  * shift and PAGE_SHIFT, so the bit-shift is safe.
1983                  * for huge pages, since vm_pgoff is in units of small
1984                  * pages, we need to shift off the always 0 bits to get
1985                  * a useful offset.
1986                  */
1987                 BUG_ON(shift < PAGE_SHIFT);
1988                 off = vma->vm_pgoff >> (shift - PAGE_SHIFT);
1989                 off += (addr - vma->vm_start) >> shift;
1990                 return offset_il_node(pol, off);
1991         } else
1992                 return interleave_nodes(pol);
1993 }
1994
1995 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
1996 /*
1997  * huge_node(@vma, @addr, @gfp_flags, @mpol)
1998  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
1999  * @addr: address in @vma for shared policy lookup and interleave policy
2000  * @gfp_flags: for requested zone
2001  * @mpol: pointer to mempolicy pointer for reference counted mempolicy
2002  * @nodemask: pointer to nodemask pointer for 'bind' and 'prefer-many' policy
2003  *
2004  * Returns a nid suitable for a huge page allocation and a pointer
2005  * to the struct mempolicy for conditional unref after allocation.
2006  * If the effective policy is 'bind' or 'prefer-many', returns a pointer
2007  * to the mempolicy's @nodemask for filtering the zonelist.
2008  *
2009  * Must be protected by read_mems_allowed_begin()
2010  */
2011 int huge_node(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, gfp_t gfp_flags,
2012                                 struct mempolicy **mpol, nodemask_t **nodemask)
2013 {
2014         int nid;
2015         int mode;
2016
2017         *mpol = get_vma_policy(vma, addr);
2018         *nodemask = NULL;
2019         mode = (*mpol)->mode;
2020
2021         if (unlikely(mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
2022                 nid = interleave_nid(*mpol, vma, addr,
2023                                         huge_page_shift(hstate_vma(vma)));
2024         } else {
2025                 nid = policy_node(gfp_flags, *mpol, numa_node_id());
2026                 if (mode == MPOL_BIND || mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
2027                         *nodemask = &(*mpol)->nodes;
2028         }
2029         return nid;
2030 }
2031
2032 /*
2033  * init_nodemask_of_mempolicy
2034  *
2035  * If the current task's mempolicy is "default" [NULL], return 'false'
2036  * to indicate default policy.  Otherwise, extract the policy nodemask
2037  * for 'bind' or 'interleave' policy into the argument nodemask, or
2038  * initialize the argument nodemask to contain the single node for
2039  * 'preferred' or 'local' policy and return 'true' to indicate presence
2040  * of non-default mempolicy.
2041  *
2042  * We don't bother with reference counting the mempolicy [mpol_get/put]
2043  * because the current task is examining it's own mempolicy and a task's
2044  * mempolicy is only ever changed by the task itself.
2045  *
2046  * N.B., it is the caller's responsibility to free a returned nodemask.
2047  */
2048 bool init_nodemask_of_mempolicy(nodemask_t *mask)
2049 {
2050         struct mempolicy *mempolicy;
2051
2052         if (!(mask && current->mempolicy))
2053                 return false;
2054
2055         task_lock(current);
2056         mempolicy = current->mempolicy;
2057         switch (mempolicy->mode) {
2058         case MPOL_PREFERRED:
2059         case MPOL_PREFERRED_MANY:
2060         case MPOL_BIND:
2061         case MPOL_INTERLEAVE:
2062                 *mask = mempolicy->nodes;
2063                 break;
2064
2065         case MPOL_LOCAL:
2066                 init_nodemask_of_node(mask, numa_node_id());
2067                 break;
2068
2069         default:
2070                 BUG();
2071         }
2072         task_unlock(current);
2073
2074         return true;
2075 }
2076 #endif
2077
2078 /*
2079  * mempolicy_in_oom_domain
2080  *
2081  * If tsk's mempolicy is "bind", check for intersection between mask and
2082  * the policy nodemask. Otherwise, return true for all other policies
2083  * including "interleave", as a tsk with "interleave" policy may have
2084  * memory allocated from all nodes in system.
2085  *
2086  * Takes task_lock(tsk) to prevent freeing of its mempolicy.
2087  */
2088 bool mempolicy_in_oom_domain(struct task_struct *tsk,
2089                                         const nodemask_t *mask)
2090 {
2091         struct mempolicy *mempolicy;
2092         bool ret = true;
2093
2094         if (!mask)
2095                 return ret;
2096
2097         task_lock(tsk);
2098         mempolicy = tsk->mempolicy;
2099         if (mempolicy && mempolicy->mode == MPOL_BIND)
2100                 ret = nodes_intersects(mempolicy->nodes, *mask);
2101         task_unlock(tsk);
2102
2103         return ret;
2104 }
2105
2106 /* Allocate a page in interleaved policy.
2107    Own path because it needs to do special accounting. */
2108 static struct page *alloc_page_interleave(gfp_t gfp, unsigned order,
2109                                         unsigned nid)
2110 {
2111         struct page *page;
2112
2113         page = __alloc_pages(gfp, order, nid, NULL);
2114         /* skip NUMA_INTERLEAVE_HIT counter update if numa stats is disabled */
2115         if (!static_branch_likely(&vm_numa_stat_key))
2116                 return page;
2117         if (page && page_to_nid(page) == nid) {
2118                 preempt_disable();
2119                 __count_numa_event(page_zone(page), NUMA_INTERLEAVE_HIT);
2120                 preempt_enable();
2121         }
2122         return page;
2123 }
2124
2125 static struct page *alloc_pages_preferred_many(gfp_t gfp, unsigned int order,
2126                                                 int nid, struct mempolicy *pol)
2127 {
2128         struct page *page;
2129         gfp_t preferred_gfp;
2130
2131         /*
2132          * This is a two pass approach. The first pass will only try the
2133          * preferred nodes but skip the direct reclaim and allow the
2134          * allocation to fail, while the second pass will try all the
2135          * nodes in system.
2136          */
2137         preferred_gfp = gfp | __GFP_NOWARN;
2138         preferred_gfp &= ~(__GFP_DIRECT_RECLAIM | __GFP_NOFAIL);
2139         page = __alloc_pages(preferred_gfp, order, nid, &pol->nodes);
2140         if (!page)
2141                 page = __alloc_pages(gfp, order, nid, NULL);
2142
2143         return page;
2144 }
2145
2146 /**
2147  * vma_alloc_folio - Allocate a folio for a VMA.
2148  * @gfp: GFP flags.
2149  * @order: Order of the folio.
2150  * @vma: Pointer to VMA or NULL if not available.
2151  * @addr: Virtual address of the allocation.  Must be inside @vma.
2152  * @hugepage: For hugepages try only the preferred node if possible.
2153  *
2154  * Allocate a folio for a specific address in @vma, using the appropriate
2155  * NUMA policy.  When @vma is not NULL the caller must hold the mmap_lock
2156  * of the mm_struct of the VMA to prevent it from going away.  Should be
2157  * used for all allocations for folios that will be mapped into user space.
2158  *
2159  * Return: The folio on success or NULL if allocation fails.
2160  */
2161 struct folio *vma_alloc_folio(gfp_t gfp, int order, struct vm_area_struct *vma,
2162                 unsigned long addr, bool hugepage)
2163 {
2164         struct mempolicy *pol;
2165         int node = numa_node_id();
2166         struct folio *folio;
2167         int preferred_nid;
2168         nodemask_t *nmask;
2169
2170         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2171
2172         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
2173                 struct page *page;
2174                 unsigned nid;
2175
2176                 nid = interleave_nid(pol, vma, addr, PAGE_SHIFT + order);
2177                 mpol_cond_put(pol);
2178                 gfp |= __GFP_COMP;
2179                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, nid);
2180                 if (page && order > 1)
2181                         prep_transhuge_page(page);
2182                 folio = (struct folio *)page;
2183                 goto out;
2184         }
2185
2186         if (pol->mode == MPOL_PREFERRED_MANY) {
2187                 struct page *page;
2188
2189                 node = policy_node(gfp, pol, node);
2190                 gfp |= __GFP_COMP;
2191                 page = alloc_pages_preferred_many(gfp, order, node, pol);
2192                 mpol_cond_put(pol);
2193                 if (page && order > 1)
2194                         prep_transhuge_page(page);
2195                 folio = (struct folio *)page;
2196                 goto out;
2197         }
2198
2199         if (unlikely(IS_ENABLED(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) && hugepage)) {
2200                 int hpage_node = node;
2201
2202                 /*
2203                  * For hugepage allocation and non-interleave policy which
2204                  * allows the current node (or other explicitly preferred
2205                  * node) we only try to allocate from the current/preferred
2206                  * node and don't fall back to other nodes, as the cost of
2207                  * remote accesses would likely offset THP benefits.
2208                  *
2209                  * If the policy is interleave or does not allow the current
2210                  * node in its nodemask, we allocate the standard way.
2211                  */
2212                 if (pol->mode == MPOL_PREFERRED)
2213                         hpage_node = first_node(pol->nodes);
2214
2215                 nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2216                 if (!nmask || node_isset(hpage_node, *nmask)) {
2217                         mpol_cond_put(pol);
2218                         /*
2219                          * First, try to allocate THP only on local node, but
2220                          * don't reclaim unnecessarily, just compact.
2221                          */
2222                         folio = __folio_alloc_node(gfp | __GFP_THISNODE |
2223                                         __GFP_NORETRY, order, hpage_node);
2224
2225                         /*
2226                          * If hugepage allocations are configured to always
2227                          * synchronous compact or the vma has been madvised
2228                          * to prefer hugepage backing, retry allowing remote
2229                          * memory with both reclaim and compact as well.
2230                          */
2231                         if (!folio && (gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM))
2232                                 folio = __folio_alloc(gfp, order, hpage_node,
2233                                                       nmask);
2234
2235                         goto out;
2236                 }
2237         }
2238
2239         nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2240         preferred_nid = policy_node(gfp, pol, node);
2241         folio = __folio_alloc(gfp, order, preferred_nid, nmask);
2242         mpol_cond_put(pol);
2243 out:
2244         return folio;
2245 }
2246 EXPORT_SYMBOL(vma_alloc_folio);
2247
2248 /**
2249  * alloc_pages - Allocate pages.
2250  * @gfp: GFP flags.
2251  * @order: Power of two of number of pages to allocate.
2252  *
2253  * Allocate 1 << @order contiguous pages.  The physical address of the
2254  * first page is naturally aligned (eg an order-3 allocation will be aligned
2255  * to a multiple of 8 * PAGE_SIZE bytes).  The NUMA policy of the current
2256  * process is honoured when in process context.
2257  *
2258  * Context: Can be called from any context, providing the appropriate GFP
2259  * flags are used.
2260  * Return: The page on success or NULL if allocation fails.
2261  */
2262 struct page *alloc_pages(gfp_t gfp, unsigned order)
2263 {
2264         struct mempolicy *pol = &default_policy;
2265         struct page *page;
2266
2267         if (!in_interrupt() && !(gfp & __GFP_THISNODE))
2268                 pol = get_task_policy(current);
2269
2270         /*
2271          * No reference counting needed for current->mempolicy
2272          * nor system default_policy
2273          */
2274         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
2275                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, interleave_nodes(pol));
2276         else if (pol->mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
2277                 page = alloc_pages_preferred_many(gfp, order,
2278                                   policy_node(gfp, pol, numa_node_id()), pol);
2279         else
2280                 page = __alloc_pages(gfp, order,
2281                                 policy_node(gfp, pol, numa_node_id()),
2282                                 policy_nodemask(gfp, pol));
2283
2284         return page;
2285 }
2286 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages);
2287
2288 struct folio *folio_alloc(gfp_t gfp, unsigned order)
2289 {
2290         struct page *page = alloc_pages(gfp | __GFP_COMP, order);
2291
2292         if (page && order > 1)
2293                 prep_transhuge_page(page);
2294         return (struct folio *)page;
2295 }
2296 EXPORT_SYMBOL(folio_alloc);
2297
2298 static unsigned long alloc_pages_bulk_array_interleave(gfp_t gfp,
2299                 struct mempolicy *pol, unsigned long nr_pages,
2300                 struct page **page_array)
2301 {
2302         int nodes;
2303         unsigned long nr_pages_per_node;
2304         int delta;
2305         int i;
2306         unsigned long nr_allocated;
2307         unsigned long total_allocated = 0;
2308
2309         nodes = nodes_weight(pol->nodes);
2310         nr_pages_per_node = nr_pages / nodes;
2311         delta = nr_pages - nodes * nr_pages_per_node;
2312
2313         for (i = 0; i < nodes; i++) {
2314                 if (delta) {
2315                         nr_allocated = __alloc_pages_bulk(gfp,
2316                                         interleave_nodes(pol), NULL,
2317                                         nr_pages_per_node + 1, NULL,
2318                                         page_array);
2319                         delta--;
2320                 } else {
2321                         nr_allocated = __alloc_pages_bulk(gfp,
2322                                         interleave_nodes(pol), NULL,
2323                                         nr_pages_per_node, NULL, page_array);
2324                 }
2325
2326                 page_array += nr_allocated;
2327                 total_allocated += nr_allocated;
2328         }
2329
2330         return total_allocated;
2331 }
2332
2333 static unsigned long alloc_pages_bulk_array_preferred_many(gfp_t gfp, int nid,
2334                 struct mempolicy *pol, unsigned long nr_pages,
2335                 struct page **page_array)
2336 {
2337         gfp_t preferred_gfp;
2338         unsigned long nr_allocated = 0;
2339
2340         preferred_gfp = gfp | __GFP_NOWARN;
2341         preferred_gfp &= ~(__GFP_DIRECT_RECLAIM | __GFP_NOFAIL);
2342
2343         nr_allocated  = __alloc_pages_bulk(preferred_gfp, nid, &pol->nodes,
2344                                            nr_pages, NULL, page_array);
2345
2346         if (nr_allocated < nr_pages)
2347                 nr_allocated += __alloc_pages_bulk(gfp, numa_node_id(), NULL,
2348                                 nr_pages - nr_allocated, NULL,
2349                                 page_array + nr_allocated);
2350         return nr_allocated;
2351 }
2352
2353 /* alloc pages bulk and mempolicy should be considered at the
2354  * same time in some situation such as vmalloc.
2355  *
2356  * It can accelerate memory allocation especially interleaving
2357  * allocate memory.
2358  */
2359 unsigned long alloc_pages_bulk_array_mempolicy(gfp_t gfp,
2360                 unsigned long nr_pages, struct page **page_array)
2361 {
2362         struct mempolicy *pol = &default_policy;
2363
2364         if (!in_interrupt() && !(gfp & __GFP_THISNODE))
2365                 pol = get_task_policy(current);
2366
2367         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
2368                 return alloc_pages_bulk_array_interleave(gfp, pol,
2369                                                          nr_pages, page_array);
2370
2371         if (pol->mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
2372                 return alloc_pages_bulk_array_preferred_many(gfp,
2373                                 numa_node_id(), pol, nr_pages, page_array);
2374
2375         return __alloc_pages_bulk(gfp, policy_node(gfp, pol, numa_node_id()),
2376                                   policy_nodemask(gfp, pol), nr_pages, NULL,
2377                                   page_array);
2378 }
2379
2380 int vma_dup_policy(struct vm_area_struct *src, struct vm_area_struct *dst)
2381 {
2382         struct mempolicy *pol = mpol_dup(vma_policy(src));
2383
2384         if (IS_ERR(pol))
2385                 return PTR_ERR(pol);
2386         dst->vm_policy = pol;
2387         return 0;
2388 }
2389
2390 /*
2391  * If mpol_dup() sees current->cpuset == cpuset_being_rebound, then it
2392  * rebinds the mempolicy its copying by calling mpol_rebind_policy()
2393  * with the mems_allowed returned by cpuset_mems_allowed().  This
2394  * keeps mempolicies cpuset relative after its cpuset moves.  See
2395  * further kernel/cpuset.c update_nodemask().
2396  *
2397  * current's mempolicy may be rebinded by the other task(the task that changes
2398  * cpuset's mems), so we needn't do rebind work for current task.
2399  */
2400
2401 /* Slow path of a mempolicy duplicate */
2402 struct mempolicy *__mpol_dup(struct mempolicy *old)
2403 {
2404         struct mempolicy *new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2405
2406         if (!new)
2407                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2408
2409         /* task's mempolicy is protected by alloc_lock */
2410         if (old == current->mempolicy) {
2411                 task_lock(current);
2412                 *new = *old;
2413                 task_unlock(current);
2414         } else
2415                 *new = *old;
2416
2417         if (current_cpuset_is_being_rebound()) {
2418                 nodemask_t mems = cpuset_mems_allowed(current);
2419                 mpol_rebind_policy(new, &mems);
2420         }
2421         atomic_set(&new->refcnt, 1);
2422         return new;
2423 }
2424
2425 /* Slow path of a mempolicy comparison */
2426 bool __mpol_equal(struct mempolicy *a, struct mempolicy *b)
2427 {
2428         if (!a || !b)
2429                 return false;
2430         if (a->mode != b->mode)
2431                 return false;
2432         if (a->flags != b->flags)
2433                 return false;
2434         if (a->home_node != b->home_node)
2435                 return false;
2436         if (mpol_store_user_nodemask(a))
2437                 if (!nodes_equal(a->w.user_nodemask, b->w.user_nodemask))
2438                         return false;
2439
2440         switch (a->mode) {
2441         case MPOL_BIND:
2442         case MPOL_INTERLEAVE:
2443         case MPOL_PREFERRED:
2444         case MPOL_PREFERRED_MANY:
2445                 return !!nodes_equal(a->nodes, b->nodes);
2446         case MPOL_LOCAL:
2447                 return true;
2448         default:
2449                 BUG();
2450                 return false;
2451         }
2452 }
2453
2454 /*
2455  * Shared memory backing store policy support.
2456  *
2457  * Remember policies even when nobody has shared memory mapped.
2458  * The policies are kept in Red-Black tree linked from the inode.
2459  * They are protected by the sp->lock rwlock, which should be held
2460  * for any accesses to the tree.
2461  */
2462
2463 /*
2464  * lookup first element intersecting start-end.  Caller holds sp->lock for
2465  * reading or for writing
2466  */
2467 static struct sp_node *
2468 sp_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long start, unsigned long end)
2469 {
2470         struct rb_node *n = sp->root.rb_node;
2471
2472         while (n) {
2473                 struct sp_node *p = rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2474
2475                 if (start >= p->end)
2476                         n = n->rb_right;
2477                 else if (end <= p->start)
2478                         n = n->rb_left;
2479                 else
2480                         break;
2481         }
2482         if (!n)
2483                 return NULL;
2484         for (;;) {
2485                 struct sp_node *w = NULL;
2486                 struct rb_node *prev = rb_prev(n);
2487                 if (!prev)
2488                         break;
2489                 w = rb_entry(prev, struct sp_node, nd);
2490                 if (w->end <= start)
2491                         break;
2492                 n = prev;
2493         }
2494         return rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2495 }
2496
2497 /*
2498  * Insert a new shared policy into the list.  Caller holds sp->lock for
2499  * writing.
2500  */
2501 static void sp_insert(struct shared_policy *sp, struct sp_node *new)
2502 {
2503         struct rb_node **p = &sp->root.rb_node;
2504         struct rb_node *parent = NULL;
2505         struct sp_node *nd;
2506
2507         while (*p) {
2508                 parent = *p;
2509                 nd = rb_entry(parent, struct sp_node, nd);
2510                 if (new->start < nd->start)
2511                         p = &(*p)->rb_left;
2512                 else if (new->end > nd->end)
2513                         p = &(*p)->rb_right;
2514                 else
2515                         BUG();
2516         }
2517         rb_link_node(&new->nd, parent, p);
2518         rb_insert_color(&new->nd, &sp->root);
2519         pr_debug("inserting %lx-%lx: %d\n", new->start, new->end,
2520                  new->policy ? new->policy->mode : 0);
2521 }
2522
2523 /* Find shared policy intersecting idx */
2524 struct mempolicy *
2525 mpol_shared_policy_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long idx)
2526 {
2527         struct mempolicy *pol = NULL;
2528         struct sp_node *sn;
2529
2530         if (!sp->root.rb_node)
2531                 return NULL;
2532         read_lock(&sp->lock);
2533         sn = sp_lookup(sp, idx, idx+1);
2534         if (sn) {
2535                 mpol_get(sn->policy);
2536                 pol = sn->policy;
2537         }
2538         read_unlock(&sp->lock);
2539         return pol;
2540 }
2541
2542 static void sp_free(struct sp_node *n)
2543 {
2544         mpol_put(n->policy);
2545         kmem_cache_free(sn_cache, n);
2546 }
2547
2548 /**
2549  * mpol_misplaced - check whether current page node is valid in policy
2550  *
2551  * @page: page to be checked
2552  * @vma: vm area where page mapped
2553  * @addr: virtual address where page mapped
2554  *
2555  * Lookup current policy node id for vma,addr and "compare to" page's
2556  * node id.  Policy determination "mimics" alloc_page_vma().
2557  * Called from fault path where we know the vma and faulting address.
2558  *
2559  * Return: NUMA_NO_NODE if the page is in a node that is valid for this
2560  * policy, or a suitable node ID to allocate a replacement page from.
2561  */
2562 int mpol_misplaced(struct page *page, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
2563 {
2564         struct mempolicy *pol;
2565         struct zoneref *z;
2566         int curnid = page_to_nid(page);
2567         unsigned long pgoff;
2568         int thiscpu = raw_smp_processor_id();
2569         int thisnid = cpu_to_node(thiscpu);
2570         int polnid = NUMA_NO_NODE;
2571         int ret = NUMA_NO_NODE;
2572
2573         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2574         if (!(pol->flags & MPOL_F_MOF))
2575                 goto out;
2576
2577         switch (pol->mode) {
2578         case MPOL_INTERLEAVE:
2579                 pgoff = vma->vm_pgoff;
2580                 pgoff += (addr - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2581                 polnid = offset_il_node(pol, pgoff);
2582                 break;
2583
2584         case MPOL_PREFERRED:
2585                 if (node_isset(curnid, pol->nodes))
2586                         goto out;
2587                 polnid = first_node(pol->nodes);
2588                 break;
2589
2590         case MPOL_LOCAL:
2591                 polnid = numa_node_id();
2592                 break;
2593
2594         case MPOL_BIND:
2595                 /* Optimize placement among multiple nodes via NUMA balancing */
2596                 if (pol->flags & MPOL_F_MORON) {
2597                         if (node_isset(thisnid, pol->nodes))
2598                                 break;
2599                         goto out;
2600                 }
2601                 fallthrough;
2602
2603         case MPOL_PREFERRED_MANY:
2604                 /*
2605                  * use current page if in policy nodemask,
2606                  * else select nearest allowed node, if any.
2607                  * If no allowed nodes, use current [!misplaced].
2608                  */
2609                 if (node_isset(curnid, pol->nodes))
2610                         goto out;
2611                 z = first_zones_zonelist(
2612                                 node_zonelist(numa_node_id(), GFP_HIGHUSER),
2613                                 gfp_zone(GFP_HIGHUSER),
2614                                 &pol->nodes);
2615                 polnid = zone_to_nid(z->zone);
2616                 break;
2617
2618         default:
2619                 BUG();
2620         }
2621
2622         /* Migrate the page towards the node whose CPU is referencing it */
2623         if (pol->flags & MPOL_F_MORON) {
2624                 polnid = thisnid;
2625
2626                 if (!should_numa_migrate_memory(current, page, curnid, thiscpu))
2627                         goto out;
2628         }
2629
2630         if (curnid != polnid)
2631                 ret = polnid;
2632 out:
2633         mpol_cond_put(pol);
2634
2635         return ret;
2636 }
2637
2638 /*
2639  * Drop the (possibly final) reference to task->mempolicy.  It needs to be
2640  * dropped after task->mempolicy is set to NULL so that any allocation done as
2641  * part of its kmem_cache_free(), such as by KASAN, doesn't reference a freed
2642  * policy.
2643  */
2644 void mpol_put_task_policy(struct task_struct *task)
2645 {
2646         struct mempolicy *pol;
2647
2648         task_lock(task);
2649         pol = task->mempolicy;
2650         task->mempolicy = NULL;
2651         task_unlock(task);
2652         mpol_put(pol);
2653 }
2654
2655 static void sp_delete(struct shared_policy *sp, struct sp_node *n)
2656 {
2657         pr_debug("deleting %lx-l%lx\n", n->start, n->end);
2658         rb_erase(&n->nd, &sp->root);
2659         sp_free(n);
2660 }
2661
2662 static void sp_node_init(struct sp_node *node, unsigned long start,
2663                         unsigned long end, struct mempolicy *pol)
2664 {
2665         node->start = start;
2666         node->end = end;
2667         node->policy = pol;
2668 }
2669
2670 static struct sp_node *sp_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
2671                                 struct mempolicy *pol)
2672 {
2673         struct sp_node *n;
2674         struct mempolicy *newpol;
2675
2676         n = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2677         if (!n)
2678                 return NULL;
2679
2680         newpol = mpol_dup(pol);
2681         if (IS_ERR(newpol)) {
2682                 kmem_cache_free(sn_cache, n);
2683                 return NULL;
2684         }
2685         newpol->flags |= MPOL_F_SHARED;
2686         sp_node_init(n, start, end, newpol);
2687
2688         return n;
2689 }
2690
2691 /* Replace a policy range. */
2692 static int shared_policy_replace(struct shared_policy *sp, unsigned long start,
2693                                  unsigned long end, struct sp_node *new)
2694 {
2695         struct sp_node *n;
2696         struct sp_node *n_new = NULL;
2697         struct mempolicy *mpol_new = NULL;
2698         int ret = 0;
2699
2700 restart:
2701         write_lock(&sp->lock);
2702         n = sp_lookup(sp, start, end);
2703         /* Take care of old policies in the same range. */
2704         while (n && n->start < end) {
2705                 struct rb_node *next = rb_next(&n->nd);
2706                 if (n->start >= start) {
2707                         if (n->end <= end)
2708                                 sp_delete(sp, n);
2709                         else
2710                                 n->start = end;
2711                 } else {
2712                         /* Old policy spanning whole new range. */
2713                         if (n->end > end) {
2714                                 if (!n_new)
2715                                         goto alloc_new;
2716
2717                                 *mpol_new = *n->policy;
2718                                 atomic_set(&mpol_new->refcnt, 1);
2719                                 sp_node_init(n_new, end, n->end, mpol_new);
2720                                 n->end = start;
2721                                 sp_insert(sp, n_new);
2722                                 n_new = NULL;
2723                                 mpol_new = NULL;
2724                                 break;
2725                         } else
2726                                 n->end = start;
2727                 }
2728                 if (!next)
2729                         break;
2730                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2731         }
2732         if (new)
2733                 sp_insert(sp, new);
2734         write_unlock(&sp->lock);
2735         ret = 0;
2736
2737 err_out:
2738         if (mpol_new)
2739                 mpol_put(mpol_new);
2740         if (n_new)
2741                 kmem_cache_free(sn_cache, n_new);
2742
2743         return ret;
2744
2745 alloc_new:
2746         write_unlock(&sp->lock);
2747         ret = -ENOMEM;
2748         n_new = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2749         if (!n_new)
2750                 goto err_out;
2751         mpol_new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2752         if (!mpol_new)
2753                 goto err_out;
2754         atomic_set(&mpol_new->refcnt, 1);
2755         goto restart;
2756 }
2757
2758 /**
2759  * mpol_shared_policy_init - initialize shared policy for inode
2760  * @sp: pointer to inode shared policy
2761  * @mpol:  struct mempolicy to install
2762  *
2763  * Install non-NULL @mpol in inode's shared policy rb-tree.
2764  * On entry, the current task has a reference on a non-NULL @mpol.
2765  * This must be released on exit.
2766  * This is called at get_inode() calls and we can use GFP_KERNEL.
2767  */
2768 void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *sp, struct mempolicy *mpol)
2769 {
2770         int ret;
2771
2772         sp->root = RB_ROOT;             /* empty tree == default mempolicy */
2773         rwlock_init(&sp->lock);
2774
2775         if (mpol) {
2776                 struct vm_area_struct pvma;
2777                 struct mempolicy *new;
2778                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2779
2780                 if (!scratch)
2781                         goto put_mpol;
2782                 /* contextualize the tmpfs mount point mempolicy */
2783                 new = mpol_new(mpol->mode, mpol->flags, &mpol->w.user_nodemask);
2784                 if (IS_ERR(new))
2785                         goto free_scratch; /* no valid nodemask intersection */
2786
2787                 task_lock(current);
2788                 ret = mpol_set_nodemask(new, &mpol->w.user_nodemask, scratch);
2789                 task_unlock(current);
2790                 if (ret)
2791                         goto put_new;
2792
2793                 /* Create pseudo-vma that contains just the policy */
2794                 vma_init(&pvma, NULL);
2795                 pvma.vm_end = TASK_SIZE;        /* policy covers entire file */
2796                 mpol_set_shared_policy(sp, &pvma, new); /* adds ref */
2797
2798 put_new:
2799                 mpol_put(new);                  /* drop initial ref */
2800 free_scratch:
2801                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2802 put_mpol:
2803                 mpol_put(mpol); /* drop our incoming ref on sb mpol */
2804         }
2805 }
2806
2807 int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *info,
2808                         struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *npol)
2809 {
2810         int err;
2811         struct sp_node *new = NULL;
2812         unsigned long sz = vma_pages(vma);
2813
2814         pr_debug("set_shared_policy %lx sz %lu %d %d %lx\n",
2815                  vma->vm_pgoff,
2816                  sz, npol ? npol->mode : -1,
2817                  npol ? npol->flags : -1,
2818                  npol ? nodes_addr(npol->nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
2819
2820         if (npol) {
2821                 new = sp_alloc(vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, npol);
2822                 if (!new)
2823                         return -ENOMEM;
2824         }
2825         err = shared_policy_replace(info, vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff+sz, new);
2826         if (err && new)
2827                 sp_free(new);
2828         return err;
2829 }
2830
2831 /* Free a backing policy store on inode delete. */
2832 void mpol_free_shared_policy(struct shared_policy *p)
2833 {
2834         struct sp_node *n;
2835         struct rb_node *next;
2836
2837         if (!p->root.rb_node)
2838                 return;
2839         write_lock(&p->lock);
2840         next = rb_first(&p->root);
2841         while (next) {
2842                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2843                 next = rb_next(&n->nd);
2844                 sp_delete(p, n);
2845         }
2846         write_unlock(&p->lock);
2847 }
2848
2849 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2850 static int __initdata numabalancing_override;
2851
2852 static void __init check_numabalancing_enable(void)
2853 {
2854         bool numabalancing_default = false;
2855
2856         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA_BALANCING_DEFAULT_ENABLED))
2857                 numabalancing_default = true;
2858
2859         /* Parsed by setup_numabalancing. override == 1 enables, -1 disables */
2860         if (numabalancing_override)
2861                 set_numabalancing_state(numabalancing_override == 1);
2862
2863         if (num_online_nodes() > 1 && !numabalancing_override) {
2864                 pr_info("%s automatic NUMA balancing. Configure with numa_balancing= or the kernel.numa_balancing sysctl\n",
2865                         numabalancing_default ? "Enabling" : "Disabling");
2866                 set_numabalancing_state(numabalancing_default);
2867         }
2868 }
2869
2870 static int __init setup_numabalancing(char *str)
2871 {
2872         int ret = 0;
2873         if (!str)
2874                 goto out;
2875
2876         if (!strcmp(str, "enable")) {
2877                 numabalancing_override = 1;
2878                 ret = 1;
2879         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2880                 numabalancing_override = -1;
2881                 ret = 1;
2882         }
2883 out:
2884         if (!ret)
2885                 pr_warn("Unable to parse numa_balancing=\n");
2886
2887         return ret;
2888 }
2889 __setup("numa_balancing=", setup_numabalancing);
2890 #else
2891 static inline void __init check_numabalancing_enable(void)
2892 {
2893 }
2894 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2895
2896 /* assumes fs == KERNEL_DS */
2897 void __init numa_policy_init(void)
2898 {
2899         nodemask_t interleave_nodes;
2900         unsigned long largest = 0;
2901         int nid, prefer = 0;
2902
2903         policy_cache = kmem_cache_create("numa_policy",
2904                                          sizeof(struct mempolicy),
2905                                          0, SLAB_PANIC, NULL);
2906
2907         sn_cache = kmem_cache_create("shared_policy_node",
2908                                      sizeof(struct sp_node),
2909                                      0, SLAB_PANIC, NULL);
2910
2911         for_each_node(nid) {
2912                 preferred_node_policy[nid] = (struct mempolicy) {
2913                         .refcnt = ATOMIC_INIT(1),
2914                         .mode = MPOL_PREFERRED,
2915                         .flags = MPOL_F_MOF | MPOL_F_MORON,
2916                         .nodes = nodemask_of_node(nid),
2917                 };
2918         }
2919
2920         /*
2921          * Set interleaving policy for system init. Interleaving is only
2922          * enabled across suitably sized nodes (default is >= 16MB), or
2923          * fall back to the largest node if they're all smaller.
2924          */
2925         nodes_clear(interleave_nodes);
2926         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
2927                 unsigned long total_pages = node_present_pages(nid);
2928
2929                 /* Preserve the largest node */
2930                 if (largest < total_pages) {
2931                         largest = total_pages;
2932                         prefer = nid;
2933                 }
2934
2935                 /* Interleave this node? */
2936                 if ((total_pages << PAGE_SHIFT) >= (16 << 20))
2937                         node_set(nid, interleave_nodes);
2938         }
2939
2940         /* All too small, use the largest */
2941         if (unlikely(nodes_empty(interleave_nodes)))
2942                 node_set(prefer, interleave_nodes);
2943
2944         if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, 0, &interleave_nodes))
2945                 pr_err("%s: interleaving failed\n", __func__);
2946
2947         check_numabalancing_enable();
2948 }
2949
2950 /* Reset policy of current process to default */
2951 void numa_default_policy(void)
2952 {
2953         do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, 0, NULL);
2954 }
2955
2956 /*
2957  * Parse and format mempolicy from/to strings
2958  */
2959
2960 static const char * const policy_modes[] =
2961 {
2962         [MPOL_DEFAULT]    = "default",
2963         [MPOL_PREFERRED]  = "prefer",
2964         [MPOL_BIND]       = "bind",
2965         [MPOL_INTERLEAVE] = "interleave",
2966         [MPOL_LOCAL]      = "local",
2967         [MPOL_PREFERRED_MANY]  = "prefer (many)",
2968 };
2969
2970
2971 #ifdef CONFIG_TMPFS
2972 /**
2973  * mpol_parse_str - parse string to mempolicy, for tmpfs mpol mount option.
2974  * @str:  string containing mempolicy to parse
2975  * @mpol:  pointer to struct mempolicy pointer, returned on success.
2976  *
2977  * Format of input:
2978  *      <mode>[=<flags>][:<nodelist>]
2979  *
2980  * Return: %0 on success, else %1
2981  */
2982 int mpol_parse_str(char *str, struct mempolicy **mpol)
2983 {
2984         struct mempolicy *new = NULL;
2985         unsigned short mode_flags;
2986         nodemask_t nodes;
2987         char *nodelist = strchr(str, ':');
2988         char *flags = strchr(str, '=');
2989         int err = 1, mode;
2990
2991         if (flags)
2992                 *flags++ = '\0';        /* terminate mode string */
2993
2994         if (nodelist) {
2995                 /* NUL-terminate mode or flags string */
2996                 *nodelist++ = '\0';
2997                 if (nodelist_parse(nodelist, nodes))
2998                         goto out;
2999                 if (!nodes_subset(nodes, node_states[N_MEMORY]))
3000                         goto out;
3001         } else
3002                 nodes_clear(nodes);
3003
3004         mode = match_string(policy_modes, MPOL_MAX, str);
3005         if (mode < 0)
3006                 goto out;
3007
3008         switch (mode) {
3009         case MPOL_PREFERRED:
3010                 /*
3011                  * Insist on a nodelist of one node only, although later
3012                  * we use first_node(nodes) to grab a single node, so here
3013                  * nodelist (or nodes) cannot be empty.
3014                  */
3015                 if (nodelist) {
3016                         char *rest = nodelist;
3017                         while (isdigit(*rest))
3018                                 rest++;
3019                         if (*rest)
3020                                 goto out;
3021                         if (nodes_empty(nodes))
3022                                 goto out;
3023                 }
3024                 break;
3025         case MPOL_INTERLEAVE:
3026                 /*
3027                  * Default to online nodes with memory if no nodelist
3028                  */
3029                 if (!nodelist)
3030                         nodes = node_states[N_MEMORY];
3031                 break;
3032         case MPOL_LOCAL:
3033                 /*
3034                  * Don't allow a nodelist;  mpol_new() checks flags
3035                  */
3036                 if (nodelist)
3037                         goto out;
3038                 break;
3039         case MPOL_DEFAULT:
3040                 /*
3041                  * Insist on a empty nodelist
3042                  */
3043                 if (!nodelist)
3044                         err = 0;
3045                 goto out;
3046         case MPOL_PREFERRED_MANY:
3047         case MPOL_BIND:
3048                 /*
3049                  * Insist on a nodelist
3050                  */
3051                 if (!nodelist)
3052                         goto out;
3053         }
3054
3055         mode_flags = 0;
3056         if (flags) {
3057                 /*
3058                  * Currently, we only support two mutually exclusive
3059                  * mode flags.
3060                  */
3061                 if (!strcmp(flags, "static"))
3062                         mode_flags |= MPOL_F_STATIC_NODES;
3063                 else if (!strcmp(flags, "relative"))
3064                         mode_flags |= MPOL_F_RELATIVE_NODES;
3065                 else
3066                         goto out;
3067         }
3068
3069         new = mpol_new(mode, mode_flags, &nodes);
3070         if (IS_ERR(new))
3071                 goto out;
3072
3073         /*
3074          * Save nodes for mpol_to_str() to show the tmpfs mount options
3075          * for /proc/mounts, /proc/pid/mounts and /proc/pid/mountinfo.
3076          */
3077         if (mode != MPOL_PREFERRED) {
3078                 new->nodes = nodes;
3079         } else if (nodelist) {
3080                 nodes_clear(new->nodes);
3081                 node_set(first_node(nodes), new->nodes);
3082         } else {
3083                 new->mode = MPOL_LOCAL;
3084         }
3085
3086         /*
3087          * Save nodes for contextualization: this will be used to "clone"
3088          * the mempolicy in a specific context [cpuset] at a later time.
3089          */
3090         new->w.user_nodemask = nodes;
3091
3092         err = 0;
3093
3094 out:
3095         /* Restore string for error message */
3096         if (nodelist)
3097                 *--nodelist = ':';
3098         if (flags)
3099                 *--flags = '=';
3100         if (!err)
3101                 *mpol = new;
3102         return err;
3103 }
3104 #endif /* CONFIG_TMPFS */
3105
3106 /**
3107  * mpol_to_str - format a mempolicy structure for printing
3108  * @buffer:  to contain formatted mempolicy string
3109  * @maxlen:  length of @buffer
3110  * @pol:  pointer to mempolicy to be formatted
3111  *
3112  * Convert @pol into a string.  If @buffer is too short, truncate the string.
3113  * Recommend a @maxlen of at least 32 for the longest mode, "interleave", the
3114  * longest flag, "relative", and to display at least a few node ids.
3115  */
3116 void mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol)
3117 {
3118         char *p = buffer;
3119         nodemask_t nodes = NODE_MASK_NONE;
3120         unsigned short mode = MPOL_DEFAULT;
3121         unsigned short flags = 0;
3122
3123         if (pol && pol != &default_policy && !(pol->flags & MPOL_F_MORON)) {
3124                 mode = pol->mode;
3125                 flags = pol->flags;
3126         }
3127
3128         switch (mode) {
3129         case MPOL_DEFAULT:
3130         case MPOL_LOCAL:
3131                 break;
3132         case MPOL_PREFERRED:
3133         case MPOL_PREFERRED_MANY:
3134         case MPOL_BIND:
3135         case MPOL_INTERLEAVE:
3136                 nodes = pol->nodes;
3137                 break;
3138         default:
3139                 WARN_ON_ONCE(1);
3140                 snprintf(p, maxlen, "unknown");
3141                 return;
3142         }
3143
3144         p += snprintf(p, maxlen, "%s", policy_modes[mode]);
3145
3146         if (flags & MPOL_MODE_FLAGS) {
3147                 p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "=");
3148
3149                 /*
3150                  * Currently, the only defined flags are mutually exclusive
3151                  */
3152                 if (flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
3153                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "static");
3154                 else if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
3155                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "relative");
3156         }
3157
3158         if (!nodes_empty(nodes))
3159                 p += scnprintf(p, buffer + maxlen - p, ":%*pbl",
3160                                nodemask_pr_args(&nodes));
3161 }