mm/mprotect: drop pgprot_t parameter from change_protection()
[platform/kernel/linux-starfive.git] / mm / mempolicy.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  * Simple NUMA memory policy for the Linux kernel.
4  *
5  * Copyright 2003,2004 Andi Kleen, SuSE Labs.
6  * (C) Copyright 2005 Christoph Lameter, Silicon Graphics, Inc.
7  *
8  * NUMA policy allows the user to give hints in which node(s) memory should
9  * be allocated.
10  *
11  * Support four policies per VMA and per process:
12  *
13  * The VMA policy has priority over the process policy for a page fault.
14  *
15  * interleave     Allocate memory interleaved over a set of nodes,
16  *                with normal fallback if it fails.
17  *                For VMA based allocations this interleaves based on the
18  *                offset into the backing object or offset into the mapping
19  *                for anonymous memory. For process policy an process counter
20  *                is used.
21  *
22  * bind           Only allocate memory on a specific set of nodes,
23  *                no fallback.
24  *                FIXME: memory is allocated starting with the first node
25  *                to the last. It would be better if bind would truly restrict
26  *                the allocation to memory nodes instead
27  *
28  * preferred       Try a specific node first before normal fallback.
29  *                As a special case NUMA_NO_NODE here means do the allocation
30  *                on the local CPU. This is normally identical to default,
31  *                but useful to set in a VMA when you have a non default
32  *                process policy.
33  *
34  * 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, MM_CP_PROT_NUMA);
639         if (nr_updated)
640                 count_vm_numa_events(NUMA_PTE_UPDATES, nr_updated);
641
642         tlb_finish_mmu(&tlb);
643
644         return nr_updated;
645 }
646 #else
647 static unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
648                         unsigned long addr, unsigned long end)
649 {
650         return 0;
651 }
652 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
653
654 static int queue_pages_test_walk(unsigned long start, unsigned long end,
655                                 struct mm_walk *walk)
656 {
657         struct vm_area_struct *next, *vma = walk->vma;
658         struct queue_pages *qp = walk->private;
659         unsigned long endvma = vma->vm_end;
660         unsigned long flags = qp->flags;
661
662         /* range check first */
663         VM_BUG_ON_VMA(!range_in_vma(vma, start, end), vma);
664
665         if (!qp->first) {
666                 qp->first = vma;
667                 if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK) &&
668                         (qp->start < vma->vm_start))
669                         /* hole at head side of range */
670                         return -EFAULT;
671         }
672         next = find_vma(vma->vm_mm, vma->vm_end);
673         if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK) &&
674                 ((vma->vm_end < qp->end) &&
675                 (!next || vma->vm_end < next->vm_start)))
676                 /* hole at middle or tail of range */
677                 return -EFAULT;
678
679         /*
680          * Need check MPOL_MF_STRICT to return -EIO if possible
681          * regardless of vma_migratable
682          */
683         if (!vma_migratable(vma) &&
684             !(flags & MPOL_MF_STRICT))
685                 return 1;
686
687         if (endvma > end)
688                 endvma = end;
689
690         if (flags & MPOL_MF_LAZY) {
691                 /* Similar to task_numa_work, skip inaccessible VMAs */
692                 if (!is_vm_hugetlb_page(vma) && vma_is_accessible(vma) &&
693                         !(vma->vm_flags & VM_MIXEDMAP))
694                         change_prot_numa(vma, start, endvma);
695                 return 1;
696         }
697
698         /* queue pages from current vma */
699         if (flags & MPOL_MF_VALID)
700                 return 0;
701         return 1;
702 }
703
704 static const struct mm_walk_ops queue_pages_walk_ops = {
705         .hugetlb_entry          = queue_pages_hugetlb,
706         .pmd_entry              = queue_pages_pte_range,
707         .test_walk              = queue_pages_test_walk,
708 };
709
710 /*
711  * Walk through page tables and collect pages to be migrated.
712  *
713  * If pages found in a given range are on a set of nodes (determined by
714  * @nodes and @flags,) it's isolated and queued to the pagelist which is
715  * passed via @private.
716  *
717  * queue_pages_range() has three possible return values:
718  * 1 - there is unmovable page, but MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
719  *     specified.
720  * 0 - queue pages successfully or no misplaced page.
721  * errno - i.e. misplaced pages with MPOL_MF_STRICT specified (-EIO) or
722  *         memory range specified by nodemask and maxnode points outside
723  *         your accessible address space (-EFAULT)
724  */
725 static int
726 queue_pages_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start, unsigned long end,
727                 nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
728                 struct list_head *pagelist)
729 {
730         int err;
731         struct queue_pages qp = {
732                 .pagelist = pagelist,
733                 .flags = flags,
734                 .nmask = nodes,
735                 .start = start,
736                 .end = end,
737                 .first = NULL,
738         };
739
740         err = walk_page_range(mm, start, end, &queue_pages_walk_ops, &qp);
741
742         if (!qp.first)
743                 /* whole range in hole */
744                 err = -EFAULT;
745
746         return err;
747 }
748
749 /*
750  * Apply policy to a single VMA
751  * This must be called with the mmap_lock held for writing.
752  */
753 static int vma_replace_policy(struct vm_area_struct *vma,
754                                                 struct mempolicy *pol)
755 {
756         int err;
757         struct mempolicy *old;
758         struct mempolicy *new;
759
760         pr_debug("vma %lx-%lx/%lx vm_ops %p vm_file %p set_policy %p\n",
761                  vma->vm_start, vma->vm_end, vma->vm_pgoff,
762                  vma->vm_ops, vma->vm_file,
763                  vma->vm_ops ? vma->vm_ops->set_policy : NULL);
764
765         new = mpol_dup(pol);
766         if (IS_ERR(new))
767                 return PTR_ERR(new);
768
769         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->set_policy) {
770                 err = vma->vm_ops->set_policy(vma, new);
771                 if (err)
772                         goto err_out;
773         }
774
775         old = vma->vm_policy;
776         vma->vm_policy = new; /* protected by mmap_lock */
777         mpol_put(old);
778
779         return 0;
780  err_out:
781         mpol_put(new);
782         return err;
783 }
784
785 /* Step 2: apply policy to a range and do splits. */
786 static int mbind_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
787                        unsigned long end, struct mempolicy *new_pol)
788 {
789         MA_STATE(mas, &mm->mm_mt, start, start);
790         struct vm_area_struct *prev;
791         struct vm_area_struct *vma;
792         int err = 0;
793         pgoff_t pgoff;
794
795         prev = mas_prev(&mas, 0);
796         if (unlikely(!prev))
797                 mas_set(&mas, start);
798
799         vma = mas_find(&mas, end - 1);
800         if (WARN_ON(!vma))
801                 return 0;
802
803         if (start > vma->vm_start)
804                 prev = vma;
805
806         for (; vma; vma = mas_next(&mas, end - 1)) {
807                 unsigned long vmstart = max(start, vma->vm_start);
808                 unsigned long vmend = min(end, vma->vm_end);
809
810                 if (mpol_equal(vma_policy(vma), new_pol))
811                         goto next;
812
813                 pgoff = vma->vm_pgoff +
814                         ((vmstart - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
815                 prev = vma_merge(mm, prev, vmstart, vmend, vma->vm_flags,
816                                  vma->anon_vma, vma->vm_file, pgoff,
817                                  new_pol, vma->vm_userfaultfd_ctx,
818                                  anon_vma_name(vma));
819                 if (prev) {
820                         /* vma_merge() invalidated the mas */
821                         mas_pause(&mas);
822                         vma = prev;
823                         goto replace;
824                 }
825                 if (vma->vm_start != vmstart) {
826                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmstart, 1);
827                         if (err)
828                                 goto out;
829                         /* split_vma() invalidated the mas */
830                         mas_pause(&mas);
831                 }
832                 if (vma->vm_end != vmend) {
833                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmend, 0);
834                         if (err)
835                                 goto out;
836                         /* split_vma() invalidated the mas */
837                         mas_pause(&mas);
838                 }
839 replace:
840                 err = vma_replace_policy(vma, new_pol);
841                 if (err)
842                         goto out;
843 next:
844                 prev = vma;
845         }
846
847 out:
848         return err;
849 }
850
851 /* Set the process memory policy */
852 static long do_set_mempolicy(unsigned short mode, unsigned short flags,
853                              nodemask_t *nodes)
854 {
855         struct mempolicy *new, *old;
856         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
857         int ret;
858
859         if (!scratch)
860                 return -ENOMEM;
861
862         new = mpol_new(mode, flags, nodes);
863         if (IS_ERR(new)) {
864                 ret = PTR_ERR(new);
865                 goto out;
866         }
867
868         task_lock(current);
869         ret = mpol_set_nodemask(new, nodes, scratch);
870         if (ret) {
871                 task_unlock(current);
872                 mpol_put(new);
873                 goto out;
874         }
875
876         old = current->mempolicy;
877         current->mempolicy = new;
878         if (new && new->mode == MPOL_INTERLEAVE)
879                 current->il_prev = MAX_NUMNODES-1;
880         task_unlock(current);
881         mpol_put(old);
882         ret = 0;
883 out:
884         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
885         return ret;
886 }
887
888 /*
889  * Return nodemask for policy for get_mempolicy() query
890  *
891  * Called with task's alloc_lock held
892  */
893 static void get_policy_nodemask(struct mempolicy *p, nodemask_t *nodes)
894 {
895         nodes_clear(*nodes);
896         if (p == &default_policy)
897                 return;
898
899         switch (p->mode) {
900         case MPOL_BIND:
901         case MPOL_INTERLEAVE:
902         case MPOL_PREFERRED:
903         case MPOL_PREFERRED_MANY:
904                 *nodes = p->nodes;
905                 break;
906         case MPOL_LOCAL:
907                 /* return empty node mask for local allocation */
908                 break;
909         default:
910                 BUG();
911         }
912 }
913
914 static int lookup_node(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
915 {
916         struct page *p = NULL;
917         int ret;
918
919         ret = get_user_pages_fast(addr & PAGE_MASK, 1, 0, &p);
920         if (ret > 0) {
921                 ret = page_to_nid(p);
922                 put_page(p);
923         }
924         return ret;
925 }
926
927 /* Retrieve NUMA policy */
928 static long do_get_mempolicy(int *policy, nodemask_t *nmask,
929                              unsigned long addr, unsigned long flags)
930 {
931         int err;
932         struct mm_struct *mm = current->mm;
933         struct vm_area_struct *vma = NULL;
934         struct mempolicy *pol = current->mempolicy, *pol_refcount = NULL;
935
936         if (flags &
937                 ~(unsigned long)(MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR|MPOL_F_MEMS_ALLOWED))
938                 return -EINVAL;
939
940         if (flags & MPOL_F_MEMS_ALLOWED) {
941                 if (flags & (MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR))
942                         return -EINVAL;
943                 *policy = 0;    /* just so it's initialized */
944                 task_lock(current);
945                 *nmask  = cpuset_current_mems_allowed;
946                 task_unlock(current);
947                 return 0;
948         }
949
950         if (flags & MPOL_F_ADDR) {
951                 /*
952                  * Do NOT fall back to task policy if the
953                  * vma/shared policy at addr is NULL.  We
954                  * want to return MPOL_DEFAULT in this case.
955                  */
956                 mmap_read_lock(mm);
957                 vma = vma_lookup(mm, addr);
958                 if (!vma) {
959                         mmap_read_unlock(mm);
960                         return -EFAULT;
961                 }
962                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy)
963                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
964                 else
965                         pol = vma->vm_policy;
966         } else if (addr)
967                 return -EINVAL;
968
969         if (!pol)
970                 pol = &default_policy;  /* indicates default behavior */
971
972         if (flags & MPOL_F_NODE) {
973                 if (flags & MPOL_F_ADDR) {
974                         /*
975                          * Take a refcount on the mpol, because we are about to
976                          * drop the mmap_lock, after which only "pol" remains
977                          * valid, "vma" is stale.
978                          */
979                         pol_refcount = pol;
980                         vma = NULL;
981                         mpol_get(pol);
982                         mmap_read_unlock(mm);
983                         err = lookup_node(mm, addr);
984                         if (err < 0)
985                                 goto out;
986                         *policy = err;
987                 } else if (pol == current->mempolicy &&
988                                 pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
989                         *policy = next_node_in(current->il_prev, pol->nodes);
990                 } else {
991                         err = -EINVAL;
992                         goto out;
993                 }
994         } else {
995                 *policy = pol == &default_policy ? MPOL_DEFAULT :
996                                                 pol->mode;
997                 /*
998                  * Internal mempolicy flags must be masked off before exposing
999                  * the policy to userspace.
1000                  */
1001                 *policy |= (pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS);
1002         }
1003
1004         err = 0;
1005         if (nmask) {
1006                 if (mpol_store_user_nodemask(pol)) {
1007                         *nmask = pol->w.user_nodemask;
1008                 } else {
1009                         task_lock(current);
1010                         get_policy_nodemask(pol, nmask);
1011                         task_unlock(current);
1012                 }
1013         }
1014
1015  out:
1016         mpol_cond_put(pol);
1017         if (vma)
1018                 mmap_read_unlock(mm);
1019         if (pol_refcount)
1020                 mpol_put(pol_refcount);
1021         return err;
1022 }
1023
1024 #ifdef CONFIG_MIGRATION
1025 /*
1026  * page migration, thp tail pages can be passed.
1027  */
1028 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1029                                 unsigned long flags)
1030 {
1031         struct page *head = compound_head(page);
1032         /*
1033          * Avoid migrating a page that is shared with others.
1034          */
1035         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) || page_mapcount(head) == 1) {
1036                 if (!isolate_lru_page(head)) {
1037                         list_add_tail(&head->lru, pagelist);
1038                         mod_node_page_state(page_pgdat(head),
1039                                 NR_ISOLATED_ANON + page_is_file_lru(head),
1040                                 thp_nr_pages(head));
1041                 } else if (flags & MPOL_MF_STRICT) {
1042                         /*
1043                          * Non-movable page may reach here.  And, there may be
1044                          * temporary off LRU pages or non-LRU movable pages.
1045                          * Treat them as unmovable pages since they can't be
1046                          * isolated, so they can't be moved at the moment.  It
1047                          * should return -EIO for this case too.
1048                          */
1049                         return -EIO;
1050                 }
1051         }
1052
1053         return 0;
1054 }
1055
1056 /*
1057  * Migrate pages from one node to a target node.
1058  * Returns error or the number of pages not migrated.
1059  */
1060 static int migrate_to_node(struct mm_struct *mm, int source, int dest,
1061                            int flags)
1062 {
1063         nodemask_t nmask;
1064         struct vm_area_struct *vma;
1065         LIST_HEAD(pagelist);
1066         int err = 0;
1067         struct migration_target_control mtc = {
1068                 .nid = dest,
1069                 .gfp_mask = GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_THISNODE,
1070         };
1071
1072         nodes_clear(nmask);
1073         node_set(source, nmask);
1074
1075         /*
1076          * This does not "check" the range but isolates all pages that
1077          * need migration.  Between passing in the full user address
1078          * space range and MPOL_MF_DISCONTIG_OK, this call can not fail.
1079          */
1080         vma = find_vma(mm, 0);
1081         VM_BUG_ON(!(flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)));
1082         queue_pages_range(mm, vma->vm_start, mm->task_size, &nmask,
1083                         flags | MPOL_MF_DISCONTIG_OK, &pagelist);
1084
1085         if (!list_empty(&pagelist)) {
1086                 err = migrate_pages(&pagelist, alloc_migration_target, NULL,
1087                                 (unsigned long)&mtc, MIGRATE_SYNC, MR_SYSCALL, NULL);
1088                 if (err)
1089                         putback_movable_pages(&pagelist);
1090         }
1091
1092         return err;
1093 }
1094
1095 /*
1096  * Move pages between the two nodesets so as to preserve the physical
1097  * layout as much as possible.
1098  *
1099  * Returns the number of page that could not be moved.
1100  */
1101 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1102                      const nodemask_t *to, int flags)
1103 {
1104         int busy = 0;
1105         int err = 0;
1106         nodemask_t tmp;
1107
1108         lru_cache_disable();
1109
1110         mmap_read_lock(mm);
1111
1112         /*
1113          * Find a 'source' bit set in 'tmp' whose corresponding 'dest'
1114          * bit in 'to' is not also set in 'tmp'.  Clear the found 'source'
1115          * bit in 'tmp', and return that <source, dest> pair for migration.
1116          * The pair of nodemasks 'to' and 'from' define the map.
1117          *
1118          * If no pair of bits is found that way, fallback to picking some
1119          * pair of 'source' and 'dest' bits that are not the same.  If the
1120          * 'source' and 'dest' bits are the same, this represents a node
1121          * that will be migrating to itself, so no pages need move.
1122          *
1123          * If no bits are left in 'tmp', or if all remaining bits left
1124          * in 'tmp' correspond to the same bit in 'to', return false
1125          * (nothing left to migrate).
1126          *
1127          * This lets us pick a pair of nodes to migrate between, such that
1128          * if possible the dest node is not already occupied by some other
1129          * source node, minimizing the risk of overloading the memory on a
1130          * node that would happen if we migrated incoming memory to a node
1131          * before migrating outgoing memory source that same node.
1132          *
1133          * A single scan of tmp is sufficient.  As we go, we remember the
1134          * most recent <s, d> pair that moved (s != d).  If we find a pair
1135          * that not only moved, but what's better, moved to an empty slot
1136          * (d is not set in tmp), then we break out then, with that pair.
1137          * Otherwise when we finish scanning from_tmp, we at least have the
1138          * most recent <s, d> pair that moved.  If we get all the way through
1139          * the scan of tmp without finding any node that moved, much less
1140          * moved to an empty node, then there is nothing left worth migrating.
1141          */
1142
1143         tmp = *from;
1144         while (!nodes_empty(tmp)) {
1145                 int s, d;
1146                 int source = NUMA_NO_NODE;
1147                 int dest = 0;
1148
1149                 for_each_node_mask(s, tmp) {
1150
1151                         /*
1152                          * do_migrate_pages() tries to maintain the relative
1153                          * node relationship of the pages established between
1154                          * threads and memory areas.
1155                          *
1156                          * However if the number of source nodes is not equal to
1157                          * the number of destination nodes we can not preserve
1158                          * this node relative relationship.  In that case, skip
1159                          * copying memory from a node that is in the destination
1160                          * mask.
1161                          *
1162                          * Example: [2,3,4] -> [3,4,5] moves everything.
1163                          *          [0-7] - > [3,4,5] moves only 0,1,2,6,7.
1164                          */
1165
1166                         if ((nodes_weight(*from) != nodes_weight(*to)) &&
1167                                                 (node_isset(s, *to)))
1168                                 continue;
1169
1170                         d = node_remap(s, *from, *to);
1171                         if (s == d)
1172                                 continue;
1173
1174                         source = s;     /* Node moved. Memorize */
1175                         dest = d;
1176
1177                         /* dest not in remaining from nodes? */
1178                         if (!node_isset(dest, tmp))
1179                                 break;
1180                 }
1181                 if (source == NUMA_NO_NODE)
1182                         break;
1183
1184                 node_clear(source, tmp);
1185                 err = migrate_to_node(mm, source, dest, flags);
1186                 if (err > 0)
1187                         busy += err;
1188                 if (err < 0)
1189                         break;
1190         }
1191         mmap_read_unlock(mm);
1192
1193         lru_cache_enable();
1194         if (err < 0)
1195                 return err;
1196         return busy;
1197
1198 }
1199
1200 /*
1201  * Allocate a new page for page migration based on vma policy.
1202  * Start by assuming the page is mapped by the same vma as contains @start.
1203  * Search forward from there, if not.  N.B., this assumes that the
1204  * list of pages handed to migrate_pages()--which is how we get here--
1205  * is in virtual address order.
1206  */
1207 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start)
1208 {
1209         struct folio *dst, *src = page_folio(page);
1210         struct vm_area_struct *vma;
1211         unsigned long address;
1212         VMA_ITERATOR(vmi, current->mm, start);
1213         gfp_t gfp = GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_RETRY_MAYFAIL;
1214
1215         for_each_vma(vmi, vma) {
1216                 address = page_address_in_vma(page, vma);
1217                 if (address != -EFAULT)
1218                         break;
1219         }
1220
1221         if (folio_test_hugetlb(src))
1222                 return alloc_huge_page_vma(page_hstate(&src->page),
1223                                 vma, address);
1224
1225         if (folio_test_large(src))
1226                 gfp = GFP_TRANSHUGE;
1227
1228         /*
1229          * if !vma, vma_alloc_folio() will use task or system default policy
1230          */
1231         dst = vma_alloc_folio(gfp, folio_order(src), vma, address,
1232                         folio_test_large(src));
1233         return &dst->page;
1234 }
1235 #else
1236
1237 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1238                                 unsigned long flags)
1239 {
1240         return -EIO;
1241 }
1242
1243 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1244                      const nodemask_t *to, int flags)
1245 {
1246         return -ENOSYS;
1247 }
1248
1249 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start)
1250 {
1251         return NULL;
1252 }
1253 #endif
1254
1255 static long do_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1256                      unsigned short mode, unsigned short mode_flags,
1257                      nodemask_t *nmask, unsigned long flags)
1258 {
1259         struct mm_struct *mm = current->mm;
1260         struct mempolicy *new;
1261         unsigned long end;
1262         int err;
1263         int ret;
1264         LIST_HEAD(pagelist);
1265
1266         if (flags & ~(unsigned long)MPOL_MF_VALID)
1267                 return -EINVAL;
1268         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1269                 return -EPERM;
1270
1271         if (start & ~PAGE_MASK)
1272                 return -EINVAL;
1273
1274         if (mode == MPOL_DEFAULT)
1275                 flags &= ~MPOL_MF_STRICT;
1276
1277         len = PAGE_ALIGN(len);
1278         end = start + len;
1279
1280         if (end < start)
1281                 return -EINVAL;
1282         if (end == start)
1283                 return 0;
1284
1285         new = mpol_new(mode, mode_flags, nmask);
1286         if (IS_ERR(new))
1287                 return PTR_ERR(new);
1288
1289         if (flags & MPOL_MF_LAZY)
1290                 new->flags |= MPOL_F_MOF;
1291
1292         /*
1293          * If we are using the default policy then operation
1294          * on discontinuous address spaces is okay after all
1295          */
1296         if (!new)
1297                 flags |= MPOL_MF_DISCONTIG_OK;
1298
1299         pr_debug("mbind %lx-%lx mode:%d flags:%d nodes:%lx\n",
1300                  start, start + len, mode, mode_flags,
1301                  nmask ? nodes_addr(*nmask)[0] : NUMA_NO_NODE);
1302
1303         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
1304
1305                 lru_cache_disable();
1306         }
1307         {
1308                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1309                 if (scratch) {
1310                         mmap_write_lock(mm);
1311                         err = mpol_set_nodemask(new, nmask, scratch);
1312                         if (err)
1313                                 mmap_write_unlock(mm);
1314                 } else
1315                         err = -ENOMEM;
1316                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1317         }
1318         if (err)
1319                 goto mpol_out;
1320
1321         ret = queue_pages_range(mm, start, end, nmask,
1322                           flags | MPOL_MF_INVERT, &pagelist);
1323
1324         if (ret < 0) {
1325                 err = ret;
1326                 goto up_out;
1327         }
1328
1329         err = mbind_range(mm, start, end, new);
1330
1331         if (!err) {
1332                 int nr_failed = 0;
1333
1334                 if (!list_empty(&pagelist)) {
1335                         WARN_ON_ONCE(flags & MPOL_MF_LAZY);
1336                         nr_failed = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL,
1337                                 start, MIGRATE_SYNC, MR_MEMPOLICY_MBIND, NULL);
1338                         if (nr_failed)
1339                                 putback_movable_pages(&pagelist);
1340                 }
1341
1342                 if ((ret > 0) || (nr_failed && (flags & MPOL_MF_STRICT)))
1343                         err = -EIO;
1344         } else {
1345 up_out:
1346                 if (!list_empty(&pagelist))
1347                         putback_movable_pages(&pagelist);
1348         }
1349
1350         mmap_write_unlock(mm);
1351 mpol_out:
1352         mpol_put(new);
1353         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL))
1354                 lru_cache_enable();
1355         return err;
1356 }
1357
1358 /*
1359  * User space interface with variable sized bitmaps for nodelists.
1360  */
1361 static int get_bitmap(unsigned long *mask, const unsigned long __user *nmask,
1362                       unsigned long maxnode)
1363 {
1364         unsigned long nlongs = BITS_TO_LONGS(maxnode);
1365         int ret;
1366
1367         if (in_compat_syscall())
1368                 ret = compat_get_bitmap(mask,
1369                                         (const compat_ulong_t __user *)nmask,
1370                                         maxnode);
1371         else
1372                 ret = copy_from_user(mask, nmask,
1373                                      nlongs * sizeof(unsigned long));
1374
1375         if (ret)
1376                 return -EFAULT;
1377
1378         if (maxnode % BITS_PER_LONG)
1379                 mask[nlongs - 1] &= (1UL << (maxnode % BITS_PER_LONG)) - 1;
1380
1381         return 0;
1382 }
1383
1384 /* Copy a node mask from user space. */
1385 static int get_nodes(nodemask_t *nodes, const unsigned long __user *nmask,
1386                      unsigned long maxnode)
1387 {
1388         --maxnode;
1389         nodes_clear(*nodes);
1390         if (maxnode == 0 || !nmask)
1391                 return 0;
1392         if (maxnode > PAGE_SIZE*BITS_PER_BYTE)
1393                 return -EINVAL;
1394
1395         /*
1396          * When the user specified more nodes than supported just check
1397          * if the non supported part is all zero, one word at a time,
1398          * starting at the end.
1399          */
1400         while (maxnode > MAX_NUMNODES) {
1401                 unsigned long bits = min_t(unsigned long, maxnode, BITS_PER_LONG);
1402                 unsigned long t;
1403
1404                 if (get_bitmap(&t, &nmask[(maxnode - 1) / BITS_PER_LONG], bits))
1405                         return -EFAULT;
1406
1407                 if (maxnode - bits >= MAX_NUMNODES) {
1408                         maxnode -= bits;
1409                 } else {
1410                         maxnode = MAX_NUMNODES;
1411                         t &= ~((1UL << (MAX_NUMNODES % BITS_PER_LONG)) - 1);
1412                 }
1413                 if (t)
1414                         return -EINVAL;
1415         }
1416
1417         return get_bitmap(nodes_addr(*nodes), nmask, maxnode);
1418 }
1419
1420 /* Copy a kernel node mask to user space */
1421 static int copy_nodes_to_user(unsigned long __user *mask, unsigned long maxnode,
1422                               nodemask_t *nodes)
1423 {
1424         unsigned long copy = ALIGN(maxnode-1, 64) / 8;
1425         unsigned int nbytes = BITS_TO_LONGS(nr_node_ids) * sizeof(long);
1426         bool compat = in_compat_syscall();
1427
1428         if (compat)
1429                 nbytes = BITS_TO_COMPAT_LONGS(nr_node_ids) * sizeof(compat_long_t);
1430
1431         if (copy > nbytes) {
1432                 if (copy > PAGE_SIZE)
1433                         return -EINVAL;
1434                 if (clear_user((char __user *)mask + nbytes, copy - nbytes))
1435                         return -EFAULT;
1436                 copy = nbytes;
1437                 maxnode = nr_node_ids;
1438         }
1439
1440         if (compat)
1441                 return compat_put_bitmap((compat_ulong_t __user *)mask,
1442                                          nodes_addr(*nodes), maxnode);
1443
1444         return copy_to_user(mask, nodes_addr(*nodes), copy) ? -EFAULT : 0;
1445 }
1446
1447 /* Basic parameter sanity check used by both mbind() and set_mempolicy() */
1448 static inline int sanitize_mpol_flags(int *mode, unsigned short *flags)
1449 {
1450         *flags = *mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1451         *mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1452
1453         if ((unsigned int)(*mode) >=  MPOL_MAX)
1454                 return -EINVAL;
1455         if ((*flags & MPOL_F_STATIC_NODES) && (*flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1456                 return -EINVAL;
1457         if (*flags & MPOL_F_NUMA_BALANCING) {
1458                 if (*mode != MPOL_BIND)
1459                         return -EINVAL;
1460                 *flags |= (MPOL_F_MOF | MPOL_F_MORON);
1461         }
1462         return 0;
1463 }
1464
1465 static long kernel_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1466                          unsigned long mode, const unsigned long __user *nmask,
1467                          unsigned long maxnode, unsigned int flags)
1468 {
1469         unsigned short mode_flags;
1470         nodemask_t nodes;
1471         int lmode = mode;
1472         int err;
1473
1474         start = untagged_addr(start);
1475         err = sanitize_mpol_flags(&lmode, &mode_flags);
1476         if (err)
1477                 return err;
1478
1479         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1480         if (err)
1481                 return err;
1482
1483         return do_mbind(start, len, lmode, mode_flags, &nodes, flags);
1484 }
1485
1486 SYSCALL_DEFINE4(set_mempolicy_home_node, unsigned long, start, unsigned long, len,
1487                 unsigned long, home_node, unsigned long, flags)
1488 {
1489         struct mm_struct *mm = current->mm;
1490         struct vm_area_struct *vma;
1491         struct mempolicy *new, *old;
1492         unsigned long vmstart;
1493         unsigned long vmend;
1494         unsigned long end;
1495         int err = -ENOENT;
1496         VMA_ITERATOR(vmi, mm, start);
1497
1498         start = untagged_addr(start);
1499         if (start & ~PAGE_MASK)
1500                 return -EINVAL;
1501         /*
1502          * flags is used for future extension if any.
1503          */
1504         if (flags != 0)
1505                 return -EINVAL;
1506
1507         /*
1508          * Check home_node is online to avoid accessing uninitialized
1509          * NODE_DATA.
1510          */
1511         if (home_node >= MAX_NUMNODES || !node_online(home_node))
1512                 return -EINVAL;
1513
1514         len = PAGE_ALIGN(len);
1515         end = start + len;
1516
1517         if (end < start)
1518                 return -EINVAL;
1519         if (end == start)
1520                 return 0;
1521         mmap_write_lock(mm);
1522         for_each_vma_range(vmi, vma, end) {
1523                 /*
1524                  * If any vma in the range got policy other than MPOL_BIND
1525                  * or MPOL_PREFERRED_MANY we return error. We don't reset
1526                  * the home node for vmas we already updated before.
1527                  */
1528                 old = vma_policy(vma);
1529                 if (!old)
1530                         continue;
1531                 if (old->mode != MPOL_BIND && old->mode != MPOL_PREFERRED_MANY) {
1532                         err = -EOPNOTSUPP;
1533                         break;
1534                 }
1535                 new = mpol_dup(old);
1536                 if (IS_ERR(new)) {
1537                         err = PTR_ERR(new);
1538                         break;
1539                 }
1540
1541                 new->home_node = home_node;
1542                 vmstart = max(start, vma->vm_start);
1543                 vmend   = min(end, vma->vm_end);
1544                 err = mbind_range(mm, vmstart, vmend, new);
1545                 mpol_put(new);
1546                 if (err)
1547                         break;
1548         }
1549         mmap_write_unlock(mm);
1550         return err;
1551 }
1552
1553 SYSCALL_DEFINE6(mbind, unsigned long, start, unsigned long, len,
1554                 unsigned long, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1555                 unsigned long, maxnode, unsigned int, flags)
1556 {
1557         return kernel_mbind(start, len, mode, nmask, maxnode, flags);
1558 }
1559
1560 /* Set the process memory policy */
1561 static long kernel_set_mempolicy(int mode, const unsigned long __user *nmask,
1562                                  unsigned long maxnode)
1563 {
1564         unsigned short mode_flags;
1565         nodemask_t nodes;
1566         int lmode = mode;
1567         int err;
1568
1569         err = sanitize_mpol_flags(&lmode, &mode_flags);
1570         if (err)
1571                 return err;
1572
1573         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1574         if (err)
1575                 return err;
1576
1577         return do_set_mempolicy(lmode, mode_flags, &nodes);
1578 }
1579
1580 SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1581                 unsigned long, maxnode)
1582 {
1583         return kernel_set_mempolicy(mode, nmask, maxnode);
1584 }
1585
1586 static int kernel_migrate_pages(pid_t pid, unsigned long maxnode,
1587                                 const unsigned long __user *old_nodes,
1588                                 const unsigned long __user *new_nodes)
1589 {
1590         struct mm_struct *mm = NULL;
1591         struct task_struct *task;
1592         nodemask_t task_nodes;
1593         int err;
1594         nodemask_t *old;
1595         nodemask_t *new;
1596         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1597
1598         if (!scratch)
1599                 return -ENOMEM;
1600
1601         old = &scratch->mask1;
1602         new = &scratch->mask2;
1603
1604         err = get_nodes(old, old_nodes, maxnode);
1605         if (err)
1606                 goto out;
1607
1608         err = get_nodes(new, new_nodes, maxnode);
1609         if (err)
1610                 goto out;
1611
1612         /* Find the mm_struct */
1613         rcu_read_lock();
1614         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1615         if (!task) {
1616                 rcu_read_unlock();
1617                 err = -ESRCH;
1618                 goto out;
1619         }
1620         get_task_struct(task);
1621
1622         err = -EINVAL;
1623
1624         /*
1625          * Check if this process has the right to modify the specified process.
1626          * Use the regular "ptrace_may_access()" checks.
1627          */
1628         if (!ptrace_may_access(task, PTRACE_MODE_READ_REALCREDS)) {
1629                 rcu_read_unlock();
1630                 err = -EPERM;
1631                 goto out_put;
1632         }
1633         rcu_read_unlock();
1634
1635         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1636         /* Is the user allowed to access the target nodes? */
1637         if (!nodes_subset(*new, task_nodes) && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1638                 err = -EPERM;
1639                 goto out_put;
1640         }
1641
1642         task_nodes = cpuset_mems_allowed(current);
1643         nodes_and(*new, *new, task_nodes);
1644         if (nodes_empty(*new))
1645                 goto out_put;
1646
1647         err = security_task_movememory(task);
1648         if (err)
1649                 goto out_put;
1650
1651         mm = get_task_mm(task);
1652         put_task_struct(task);
1653
1654         if (!mm) {
1655                 err = -EINVAL;
1656                 goto out;
1657         }
1658
1659         err = do_migrate_pages(mm, old, new,
1660                 capable(CAP_SYS_NICE) ? MPOL_MF_MOVE_ALL : MPOL_MF_MOVE);
1661
1662         mmput(mm);
1663 out:
1664         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1665
1666         return err;
1667
1668 out_put:
1669         put_task_struct(task);
1670         goto out;
1671
1672 }
1673
1674 SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, pid_t, pid, unsigned long, maxnode,
1675                 const unsigned long __user *, old_nodes,
1676                 const unsigned long __user *, new_nodes)
1677 {
1678         return kernel_migrate_pages(pid, maxnode, old_nodes, new_nodes);
1679 }
1680
1681
1682 /* Retrieve NUMA policy */
1683 static int kernel_get_mempolicy(int __user *policy,
1684                                 unsigned long __user *nmask,
1685                                 unsigned long maxnode,
1686                                 unsigned long addr,
1687                                 unsigned long flags)
1688 {
1689         int err;
1690         int pval;
1691         nodemask_t nodes;
1692
1693         if (nmask != NULL && maxnode < nr_node_ids)
1694                 return -EINVAL;
1695
1696         addr = untagged_addr(addr);
1697
1698         err = do_get_mempolicy(&pval, &nodes, addr, flags);
1699
1700         if (err)
1701                 return err;
1702
1703         if (policy && put_user(pval, policy))
1704                 return -EFAULT;
1705
1706         if (nmask)
1707                 err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, &nodes);
1708
1709         return err;
1710 }
1711
1712 SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1713                 unsigned long __user *, nmask, unsigned long, maxnode,
1714                 unsigned long, addr, unsigned long, flags)
1715 {
1716         return kernel_get_mempolicy(policy, nmask, maxnode, addr, flags);
1717 }
1718
1719 bool vma_migratable(struct vm_area_struct *vma)
1720 {
1721         if (vma->vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP))
1722                 return false;
1723
1724         /*
1725          * DAX device mappings require predictable access latency, so avoid
1726          * incurring periodic faults.
1727          */
1728         if (vma_is_dax(vma))
1729                 return false;
1730
1731         if (is_vm_hugetlb_page(vma) &&
1732                 !hugepage_migration_supported(hstate_vma(vma)))
1733                 return false;
1734
1735         /*
1736          * Migration allocates pages in the highest zone. If we cannot
1737          * do so then migration (at least from node to node) is not
1738          * possible.
1739          */
1740         if (vma->vm_file &&
1741                 gfp_zone(mapping_gfp_mask(vma->vm_file->f_mapping))
1742                         < policy_zone)
1743                 return false;
1744         return true;
1745 }
1746
1747 struct mempolicy *__get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1748                                                 unsigned long addr)
1749 {
1750         struct mempolicy *pol = NULL;
1751
1752         if (vma) {
1753                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1754                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
1755                 } else if (vma->vm_policy) {
1756                         pol = vma->vm_policy;
1757
1758                         /*
1759                          * shmem_alloc_page() passes MPOL_F_SHARED policy with
1760                          * a pseudo vma whose vma->vm_ops=NULL. Take a reference
1761                          * count on these policies which will be dropped by
1762                          * mpol_cond_put() later
1763                          */
1764                         if (mpol_needs_cond_ref(pol))
1765                                 mpol_get(pol);
1766                 }
1767         }
1768
1769         return pol;
1770 }
1771
1772 /*
1773  * get_vma_policy(@vma, @addr)
1774  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
1775  * @addr: address in @vma for shared policy lookup
1776  *
1777  * Returns effective policy for a VMA at specified address.
1778  * Falls back to current->mempolicy or system default policy, as necessary.
1779  * Shared policies [those marked as MPOL_F_SHARED] require an extra reference
1780  * count--added by the get_policy() vm_op, as appropriate--to protect against
1781  * freeing by another task.  It is the caller's responsibility to free the
1782  * extra reference for shared policies.
1783  */
1784 static struct mempolicy *get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1785                                                 unsigned long addr)
1786 {
1787         struct mempolicy *pol = __get_vma_policy(vma, addr);
1788
1789         if (!pol)
1790                 pol = get_task_policy(current);
1791
1792         return pol;
1793 }
1794
1795 bool vma_policy_mof(struct vm_area_struct *vma)
1796 {
1797         struct mempolicy *pol;
1798
1799         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1800                 bool ret = false;
1801
1802                 pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, vma->vm_start);
1803                 if (pol && (pol->flags & MPOL_F_MOF))
1804                         ret = true;
1805                 mpol_cond_put(pol);
1806
1807                 return ret;
1808         }
1809
1810         pol = vma->vm_policy;
1811         if (!pol)
1812                 pol = get_task_policy(current);
1813
1814         return pol->flags & MPOL_F_MOF;
1815 }
1816
1817 bool apply_policy_zone(struct mempolicy *policy, enum zone_type zone)
1818 {
1819         enum zone_type dynamic_policy_zone = policy_zone;
1820
1821         BUG_ON(dynamic_policy_zone == ZONE_MOVABLE);
1822
1823         /*
1824          * if policy->nodes has movable memory only,
1825          * we apply policy when gfp_zone(gfp) = ZONE_MOVABLE only.
1826          *
1827          * policy->nodes is intersect with node_states[N_MEMORY].
1828          * so if the following test fails, it implies
1829          * policy->nodes has movable memory only.
1830          */
1831         if (!nodes_intersects(policy->nodes, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
1832                 dynamic_policy_zone = ZONE_MOVABLE;
1833
1834         return zone >= dynamic_policy_zone;
1835 }
1836
1837 /*
1838  * Return a nodemask representing a mempolicy for filtering nodes for
1839  * page allocation
1840  */
1841 nodemask_t *policy_nodemask(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1842 {
1843         int mode = policy->mode;
1844
1845         /* Lower zones don't get a nodemask applied for MPOL_BIND */
1846         if (unlikely(mode == MPOL_BIND) &&
1847                 apply_policy_zone(policy, gfp_zone(gfp)) &&
1848                 cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(&policy->nodes))
1849                 return &policy->nodes;
1850
1851         if (mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
1852                 return &policy->nodes;
1853
1854         return NULL;
1855 }
1856
1857 /*
1858  * Return the  preferred node id for 'prefer' mempolicy, and return
1859  * the given id for all other policies.
1860  *
1861  * policy_node() is always coupled with policy_nodemask(), which
1862  * secures the nodemask limit for 'bind' and 'prefer-many' policy.
1863  */
1864 static int policy_node(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy, int nd)
1865 {
1866         if (policy->mode == MPOL_PREFERRED) {
1867                 nd = first_node(policy->nodes);
1868         } else {
1869                 /*
1870                  * __GFP_THISNODE shouldn't even be used with the bind policy
1871                  * because we might easily break the expectation to stay on the
1872                  * requested node and not break the policy.
1873                  */
1874                 WARN_ON_ONCE(policy->mode == MPOL_BIND && (gfp & __GFP_THISNODE));
1875         }
1876
1877         if ((policy->mode == MPOL_BIND ||
1878              policy->mode == MPOL_PREFERRED_MANY) &&
1879             policy->home_node != NUMA_NO_NODE)
1880                 return policy->home_node;
1881
1882         return nd;
1883 }
1884
1885 /* Do dynamic interleaving for a process */
1886 static unsigned interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
1887 {
1888         unsigned next;
1889         struct task_struct *me = current;
1890
1891         next = next_node_in(me->il_prev, policy->nodes);
1892         if (next < MAX_NUMNODES)
1893                 me->il_prev = next;
1894         return next;
1895 }
1896
1897 /*
1898  * Depending on the memory policy provide a node from which to allocate the
1899  * next slab entry.
1900  */
1901 unsigned int mempolicy_slab_node(void)
1902 {
1903         struct mempolicy *policy;
1904         int node = numa_mem_id();
1905
1906         if (!in_task())
1907                 return node;
1908
1909         policy = current->mempolicy;
1910         if (!policy)
1911                 return node;
1912
1913         switch (policy->mode) {
1914         case MPOL_PREFERRED:
1915                 return first_node(policy->nodes);
1916
1917         case MPOL_INTERLEAVE:
1918                 return interleave_nodes(policy);
1919
1920         case MPOL_BIND:
1921         case MPOL_PREFERRED_MANY:
1922         {
1923                 struct zoneref *z;
1924
1925                 /*
1926                  * Follow bind policy behavior and start allocation at the
1927                  * first node.
1928                  */
1929                 struct zonelist *zonelist;
1930                 enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(GFP_KERNEL);
1931                 zonelist = &NODE_DATA(node)->node_zonelists[ZONELIST_FALLBACK];
1932                 z = first_zones_zonelist(zonelist, highest_zoneidx,
1933                                                         &policy->nodes);
1934                 return z->zone ? zone_to_nid(z->zone) : node;
1935         }
1936         case MPOL_LOCAL:
1937                 return node;
1938
1939         default:
1940                 BUG();
1941         }
1942 }
1943
1944 /*
1945  * Do static interleaving for a VMA with known offset @n.  Returns the n'th
1946  * node in pol->nodes (starting from n=0), wrapping around if n exceeds the
1947  * number of present nodes.
1948  */
1949 static unsigned offset_il_node(struct mempolicy *pol, unsigned long n)
1950 {
1951         nodemask_t nodemask = pol->nodes;
1952         unsigned int target, nnodes;
1953         int i;
1954         int nid;
1955         /*
1956          * The barrier will stabilize the nodemask in a register or on
1957          * the stack so that it will stop changing under the code.
1958          *
1959          * Between first_node() and next_node(), pol->nodes could be changed
1960          * by other threads. So we put pol->nodes in a local stack.
1961          */
1962         barrier();
1963
1964         nnodes = nodes_weight(nodemask);
1965         if (!nnodes)
1966                 return numa_node_id();
1967         target = (unsigned int)n % nnodes;
1968         nid = first_node(nodemask);
1969         for (i = 0; i < target; i++)
1970                 nid = next_node(nid, nodemask);
1971         return nid;
1972 }
1973
1974 /* Determine a node number for interleave */
1975 static inline unsigned interleave_nid(struct mempolicy *pol,
1976                  struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, int shift)
1977 {
1978         if (vma) {
1979                 unsigned long off;
1980
1981                 /*
1982                  * for small pages, there is no difference between
1983                  * shift and PAGE_SHIFT, so the bit-shift is safe.
1984                  * for huge pages, since vm_pgoff is in units of small
1985                  * pages, we need to shift off the always 0 bits to get
1986                  * a useful offset.
1987                  */
1988                 BUG_ON(shift < PAGE_SHIFT);
1989                 off = vma->vm_pgoff >> (shift - PAGE_SHIFT);
1990                 off += (addr - vma->vm_start) >> shift;
1991                 return offset_il_node(pol, off);
1992         } else
1993                 return interleave_nodes(pol);
1994 }
1995
1996 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
1997 /*
1998  * huge_node(@vma, @addr, @gfp_flags, @mpol)
1999  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
2000  * @addr: address in @vma for shared policy lookup and interleave policy
2001  * @gfp_flags: for requested zone
2002  * @mpol: pointer to mempolicy pointer for reference counted mempolicy
2003  * @nodemask: pointer to nodemask pointer for 'bind' and 'prefer-many' policy
2004  *
2005  * Returns a nid suitable for a huge page allocation and a pointer
2006  * to the struct mempolicy for conditional unref after allocation.
2007  * If the effective policy is 'bind' or 'prefer-many', returns a pointer
2008  * to the mempolicy's @nodemask for filtering the zonelist.
2009  *
2010  * Must be protected by read_mems_allowed_begin()
2011  */
2012 int huge_node(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, gfp_t gfp_flags,
2013                                 struct mempolicy **mpol, nodemask_t **nodemask)
2014 {
2015         int nid;
2016         int mode;
2017
2018         *mpol = get_vma_policy(vma, addr);
2019         *nodemask = NULL;
2020         mode = (*mpol)->mode;
2021
2022         if (unlikely(mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
2023                 nid = interleave_nid(*mpol, vma, addr,
2024                                         huge_page_shift(hstate_vma(vma)));
2025         } else {
2026                 nid = policy_node(gfp_flags, *mpol, numa_node_id());
2027                 if (mode == MPOL_BIND || mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
2028                         *nodemask = &(*mpol)->nodes;
2029         }
2030         return nid;
2031 }
2032
2033 /*
2034  * init_nodemask_of_mempolicy
2035  *
2036  * If the current task's mempolicy is "default" [NULL], return 'false'
2037  * to indicate default policy.  Otherwise, extract the policy nodemask
2038  * for 'bind' or 'interleave' policy into the argument nodemask, or
2039  * initialize the argument nodemask to contain the single node for
2040  * 'preferred' or 'local' policy and return 'true' to indicate presence
2041  * of non-default mempolicy.
2042  *
2043  * We don't bother with reference counting the mempolicy [mpol_get/put]
2044  * because the current task is examining it's own mempolicy and a task's
2045  * mempolicy is only ever changed by the task itself.
2046  *
2047  * N.B., it is the caller's responsibility to free a returned nodemask.
2048  */
2049 bool init_nodemask_of_mempolicy(nodemask_t *mask)
2050 {
2051         struct mempolicy *mempolicy;
2052
2053         if (!(mask && current->mempolicy))
2054                 return false;
2055
2056         task_lock(current);
2057         mempolicy = current->mempolicy;
2058         switch (mempolicy->mode) {
2059         case MPOL_PREFERRED:
2060         case MPOL_PREFERRED_MANY:
2061         case MPOL_BIND:
2062         case MPOL_INTERLEAVE:
2063                 *mask = mempolicy->nodes;
2064                 break;
2065
2066         case MPOL_LOCAL:
2067                 init_nodemask_of_node(mask, numa_node_id());
2068                 break;
2069
2070         default:
2071                 BUG();
2072         }
2073         task_unlock(current);
2074
2075         return true;
2076 }
2077 #endif
2078
2079 /*
2080  * mempolicy_in_oom_domain
2081  *
2082  * If tsk's mempolicy is "bind", check for intersection between mask and
2083  * the policy nodemask. Otherwise, return true for all other policies
2084  * including "interleave", as a tsk with "interleave" policy may have
2085  * memory allocated from all nodes in system.
2086  *
2087  * Takes task_lock(tsk) to prevent freeing of its mempolicy.
2088  */
2089 bool mempolicy_in_oom_domain(struct task_struct *tsk,
2090                                         const nodemask_t *mask)
2091 {
2092         struct mempolicy *mempolicy;
2093         bool ret = true;
2094
2095         if (!mask)
2096                 return ret;
2097
2098         task_lock(tsk);
2099         mempolicy = tsk->mempolicy;
2100         if (mempolicy && mempolicy->mode == MPOL_BIND)
2101                 ret = nodes_intersects(mempolicy->nodes, *mask);
2102         task_unlock(tsk);
2103
2104         return ret;
2105 }
2106
2107 /* Allocate a page in interleaved policy.
2108    Own path because it needs to do special accounting. */
2109 static struct page *alloc_page_interleave(gfp_t gfp, unsigned order,
2110                                         unsigned nid)
2111 {
2112         struct page *page;
2113
2114         page = __alloc_pages(gfp, order, nid, NULL);
2115         /* skip NUMA_INTERLEAVE_HIT counter update if numa stats is disabled */
2116         if (!static_branch_likely(&vm_numa_stat_key))
2117                 return page;
2118         if (page && page_to_nid(page) == nid) {
2119                 preempt_disable();
2120                 __count_numa_event(page_zone(page), NUMA_INTERLEAVE_HIT);
2121                 preempt_enable();
2122         }
2123         return page;
2124 }
2125
2126 static struct page *alloc_pages_preferred_many(gfp_t gfp, unsigned int order,
2127                                                 int nid, struct mempolicy *pol)
2128 {
2129         struct page *page;
2130         gfp_t preferred_gfp;
2131
2132         /*
2133          * This is a two pass approach. The first pass will only try the
2134          * preferred nodes but skip the direct reclaim and allow the
2135          * allocation to fail, while the second pass will try all the
2136          * nodes in system.
2137          */
2138         preferred_gfp = gfp | __GFP_NOWARN;
2139         preferred_gfp &= ~(__GFP_DIRECT_RECLAIM | __GFP_NOFAIL);
2140         page = __alloc_pages(preferred_gfp, order, nid, &pol->nodes);
2141         if (!page)
2142                 page = __alloc_pages(gfp, order, nid, NULL);
2143
2144         return page;
2145 }
2146
2147 /**
2148  * vma_alloc_folio - Allocate a folio for a VMA.
2149  * @gfp: GFP flags.
2150  * @order: Order of the folio.
2151  * @vma: Pointer to VMA or NULL if not available.
2152  * @addr: Virtual address of the allocation.  Must be inside @vma.
2153  * @hugepage: For hugepages try only the preferred node if possible.
2154  *
2155  * Allocate a folio for a specific address in @vma, using the appropriate
2156  * NUMA policy.  When @vma is not NULL the caller must hold the mmap_lock
2157  * of the mm_struct of the VMA to prevent it from going away.  Should be
2158  * used for all allocations for folios that will be mapped into user space.
2159  *
2160  * Return: The folio on success or NULL if allocation fails.
2161  */
2162 struct folio *vma_alloc_folio(gfp_t gfp, int order, struct vm_area_struct *vma,
2163                 unsigned long addr, bool hugepage)
2164 {
2165         struct mempolicy *pol;
2166         int node = numa_node_id();
2167         struct folio *folio;
2168         int preferred_nid;
2169         nodemask_t *nmask;
2170
2171         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2172
2173         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
2174                 struct page *page;
2175                 unsigned nid;
2176
2177                 nid = interleave_nid(pol, vma, addr, PAGE_SHIFT + order);
2178                 mpol_cond_put(pol);
2179                 gfp |= __GFP_COMP;
2180                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, nid);
2181                 if (page && order > 1)
2182                         prep_transhuge_page(page);
2183                 folio = (struct folio *)page;
2184                 goto out;
2185         }
2186
2187         if (pol->mode == MPOL_PREFERRED_MANY) {
2188                 struct page *page;
2189
2190                 node = policy_node(gfp, pol, node);
2191                 gfp |= __GFP_COMP;
2192                 page = alloc_pages_preferred_many(gfp, order, node, pol);
2193                 mpol_cond_put(pol);
2194                 if (page && order > 1)
2195                         prep_transhuge_page(page);
2196                 folio = (struct folio *)page;
2197                 goto out;
2198         }
2199
2200         if (unlikely(IS_ENABLED(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) && hugepage)) {
2201                 int hpage_node = node;
2202
2203                 /*
2204                  * For hugepage allocation and non-interleave policy which
2205                  * allows the current node (or other explicitly preferred
2206                  * node) we only try to allocate from the current/preferred
2207                  * node and don't fall back to other nodes, as the cost of
2208                  * remote accesses would likely offset THP benefits.
2209                  *
2210                  * If the policy is interleave or does not allow the current
2211                  * node in its nodemask, we allocate the standard way.
2212                  */
2213                 if (pol->mode == MPOL_PREFERRED)
2214                         hpage_node = first_node(pol->nodes);
2215
2216                 nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2217                 if (!nmask || node_isset(hpage_node, *nmask)) {
2218                         mpol_cond_put(pol);
2219                         /*
2220                          * First, try to allocate THP only on local node, but
2221                          * don't reclaim unnecessarily, just compact.
2222                          */
2223                         folio = __folio_alloc_node(gfp | __GFP_THISNODE |
2224                                         __GFP_NORETRY, order, hpage_node);
2225
2226                         /*
2227                          * If hugepage allocations are configured to always
2228                          * synchronous compact or the vma has been madvised
2229                          * to prefer hugepage backing, retry allowing remote
2230                          * memory with both reclaim and compact as well.
2231                          */
2232                         if (!folio && (gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM))
2233                                 folio = __folio_alloc(gfp, order, hpage_node,
2234                                                       nmask);
2235
2236                         goto out;
2237                 }
2238         }
2239
2240         nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2241         preferred_nid = policy_node(gfp, pol, node);
2242         folio = __folio_alloc(gfp, order, preferred_nid, nmask);
2243         mpol_cond_put(pol);
2244 out:
2245         return folio;
2246 }
2247 EXPORT_SYMBOL(vma_alloc_folio);
2248
2249 /**
2250  * alloc_pages - Allocate pages.
2251  * @gfp: GFP flags.
2252  * @order: Power of two of number of pages to allocate.
2253  *
2254  * Allocate 1 << @order contiguous pages.  The physical address of the
2255  * first page is naturally aligned (eg an order-3 allocation will be aligned
2256  * to a multiple of 8 * PAGE_SIZE bytes).  The NUMA policy of the current
2257  * process is honoured when in process context.
2258  *
2259  * Context: Can be called from any context, providing the appropriate GFP
2260  * flags are used.
2261  * Return: The page on success or NULL if allocation fails.
2262  */
2263 struct page *alloc_pages(gfp_t gfp, unsigned order)
2264 {
2265         struct mempolicy *pol = &default_policy;
2266         struct page *page;
2267
2268         if (!in_interrupt() && !(gfp & __GFP_THISNODE))
2269                 pol = get_task_policy(current);
2270
2271         /*
2272          * No reference counting needed for current->mempolicy
2273          * nor system default_policy
2274          */
2275         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
2276                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, interleave_nodes(pol));
2277         else if (pol->mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
2278                 page = alloc_pages_preferred_many(gfp, order,
2279                                   policy_node(gfp, pol, numa_node_id()), pol);
2280         else
2281                 page = __alloc_pages(gfp, order,
2282                                 policy_node(gfp, pol, numa_node_id()),
2283                                 policy_nodemask(gfp, pol));
2284
2285         return page;
2286 }
2287 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages);
2288
2289 struct folio *folio_alloc(gfp_t gfp, unsigned order)
2290 {
2291         struct page *page = alloc_pages(gfp | __GFP_COMP, order);
2292
2293         if (page && order > 1)
2294                 prep_transhuge_page(page);
2295         return (struct folio *)page;
2296 }
2297 EXPORT_SYMBOL(folio_alloc);
2298
2299 static unsigned long alloc_pages_bulk_array_interleave(gfp_t gfp,
2300                 struct mempolicy *pol, unsigned long nr_pages,
2301                 struct page **page_array)
2302 {
2303         int nodes;
2304         unsigned long nr_pages_per_node;
2305         int delta;
2306         int i;
2307         unsigned long nr_allocated;
2308         unsigned long total_allocated = 0;
2309
2310         nodes = nodes_weight(pol->nodes);
2311         nr_pages_per_node = nr_pages / nodes;
2312         delta = nr_pages - nodes * nr_pages_per_node;
2313
2314         for (i = 0; i < nodes; i++) {
2315                 if (delta) {
2316                         nr_allocated = __alloc_pages_bulk(gfp,
2317                                         interleave_nodes(pol), NULL,
2318                                         nr_pages_per_node + 1, NULL,
2319                                         page_array);
2320                         delta--;
2321                 } else {
2322                         nr_allocated = __alloc_pages_bulk(gfp,
2323                                         interleave_nodes(pol), NULL,
2324                                         nr_pages_per_node, NULL, page_array);
2325                 }
2326
2327                 page_array += nr_allocated;
2328                 total_allocated += nr_allocated;
2329         }
2330
2331         return total_allocated;
2332 }
2333
2334 static unsigned long alloc_pages_bulk_array_preferred_many(gfp_t gfp, int nid,
2335                 struct mempolicy *pol, unsigned long nr_pages,
2336                 struct page **page_array)
2337 {
2338         gfp_t preferred_gfp;
2339         unsigned long nr_allocated = 0;
2340
2341         preferred_gfp = gfp | __GFP_NOWARN;
2342         preferred_gfp &= ~(__GFP_DIRECT_RECLAIM | __GFP_NOFAIL);
2343
2344         nr_allocated  = __alloc_pages_bulk(preferred_gfp, nid, &pol->nodes,
2345                                            nr_pages, NULL, page_array);
2346
2347         if (nr_allocated < nr_pages)
2348                 nr_allocated += __alloc_pages_bulk(gfp, numa_node_id(), NULL,
2349                                 nr_pages - nr_allocated, NULL,
2350                                 page_array + nr_allocated);
2351         return nr_allocated;
2352 }
2353
2354 /* alloc pages bulk and mempolicy should be considered at the
2355  * same time in some situation such as vmalloc.
2356  *
2357  * It can accelerate memory allocation especially interleaving
2358  * allocate memory.
2359  */
2360 unsigned long alloc_pages_bulk_array_mempolicy(gfp_t gfp,
2361                 unsigned long nr_pages, struct page **page_array)
2362 {
2363         struct mempolicy *pol = &default_policy;
2364
2365         if (!in_interrupt() && !(gfp & __GFP_THISNODE))
2366                 pol = get_task_policy(current);
2367
2368         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
2369                 return alloc_pages_bulk_array_interleave(gfp, pol,
2370                                                          nr_pages, page_array);
2371
2372         if (pol->mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
2373                 return alloc_pages_bulk_array_preferred_many(gfp,
2374                                 numa_node_id(), pol, nr_pages, page_array);
2375
2376         return __alloc_pages_bulk(gfp, policy_node(gfp, pol, numa_node_id()),
2377                                   policy_nodemask(gfp, pol), nr_pages, NULL,
2378                                   page_array);
2379 }
2380
2381 int vma_dup_policy(struct vm_area_struct *src, struct vm_area_struct *dst)
2382 {
2383         struct mempolicy *pol = mpol_dup(vma_policy(src));
2384
2385         if (IS_ERR(pol))
2386                 return PTR_ERR(pol);
2387         dst->vm_policy = pol;
2388         return 0;
2389 }
2390
2391 /*
2392  * If mpol_dup() sees current->cpuset == cpuset_being_rebound, then it
2393  * rebinds the mempolicy its copying by calling mpol_rebind_policy()
2394  * with the mems_allowed returned by cpuset_mems_allowed().  This
2395  * keeps mempolicies cpuset relative after its cpuset moves.  See
2396  * further kernel/cpuset.c update_nodemask().
2397  *
2398  * current's mempolicy may be rebinded by the other task(the task that changes
2399  * cpuset's mems), so we needn't do rebind work for current task.
2400  */
2401
2402 /* Slow path of a mempolicy duplicate */
2403 struct mempolicy *__mpol_dup(struct mempolicy *old)
2404 {
2405         struct mempolicy *new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2406
2407         if (!new)
2408                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2409
2410         /* task's mempolicy is protected by alloc_lock */
2411         if (old == current->mempolicy) {
2412                 task_lock(current);
2413                 *new = *old;
2414                 task_unlock(current);
2415         } else
2416                 *new = *old;
2417
2418         if (current_cpuset_is_being_rebound()) {
2419                 nodemask_t mems = cpuset_mems_allowed(current);
2420                 mpol_rebind_policy(new, &mems);
2421         }
2422         atomic_set(&new->refcnt, 1);
2423         return new;
2424 }
2425
2426 /* Slow path of a mempolicy comparison */
2427 bool __mpol_equal(struct mempolicy *a, struct mempolicy *b)
2428 {
2429         if (!a || !b)
2430                 return false;
2431         if (a->mode != b->mode)
2432                 return false;
2433         if (a->flags != b->flags)
2434                 return false;
2435         if (a->home_node != b->home_node)
2436                 return false;
2437         if (mpol_store_user_nodemask(a))
2438                 if (!nodes_equal(a->w.user_nodemask, b->w.user_nodemask))
2439                         return false;
2440
2441         switch (a->mode) {
2442         case MPOL_BIND:
2443         case MPOL_INTERLEAVE:
2444         case MPOL_PREFERRED:
2445         case MPOL_PREFERRED_MANY:
2446                 return !!nodes_equal(a->nodes, b->nodes);
2447         case MPOL_LOCAL:
2448                 return true;
2449         default:
2450                 BUG();
2451                 return false;
2452         }
2453 }
2454
2455 /*
2456  * Shared memory backing store policy support.
2457  *
2458  * Remember policies even when nobody has shared memory mapped.
2459  * The policies are kept in Red-Black tree linked from the inode.
2460  * They are protected by the sp->lock rwlock, which should be held
2461  * for any accesses to the tree.
2462  */
2463
2464 /*
2465  * lookup first element intersecting start-end.  Caller holds sp->lock for
2466  * reading or for writing
2467  */
2468 static struct sp_node *
2469 sp_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long start, unsigned long end)
2470 {
2471         struct rb_node *n = sp->root.rb_node;
2472
2473         while (n) {
2474                 struct sp_node *p = rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2475
2476                 if (start >= p->end)
2477                         n = n->rb_right;
2478                 else if (end <= p->start)
2479                         n = n->rb_left;
2480                 else
2481                         break;
2482         }
2483         if (!n)
2484                 return NULL;
2485         for (;;) {
2486                 struct sp_node *w = NULL;
2487                 struct rb_node *prev = rb_prev(n);
2488                 if (!prev)
2489                         break;
2490                 w = rb_entry(prev, struct sp_node, nd);
2491                 if (w->end <= start)
2492                         break;
2493                 n = prev;
2494         }
2495         return rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2496 }
2497
2498 /*
2499  * Insert a new shared policy into the list.  Caller holds sp->lock for
2500  * writing.
2501  */
2502 static void sp_insert(struct shared_policy *sp, struct sp_node *new)
2503 {
2504         struct rb_node **p = &sp->root.rb_node;
2505         struct rb_node *parent = NULL;
2506         struct sp_node *nd;
2507
2508         while (*p) {
2509                 parent = *p;
2510                 nd = rb_entry(parent, struct sp_node, nd);
2511                 if (new->start < nd->start)
2512                         p = &(*p)->rb_left;
2513                 else if (new->end > nd->end)
2514                         p = &(*p)->rb_right;
2515                 else
2516                         BUG();
2517         }
2518         rb_link_node(&new->nd, parent, p);
2519         rb_insert_color(&new->nd, &sp->root);
2520         pr_debug("inserting %lx-%lx: %d\n", new->start, new->end,
2521                  new->policy ? new->policy->mode : 0);
2522 }
2523
2524 /* Find shared policy intersecting idx */
2525 struct mempolicy *
2526 mpol_shared_policy_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long idx)
2527 {
2528         struct mempolicy *pol = NULL;
2529         struct sp_node *sn;
2530
2531         if (!sp->root.rb_node)
2532                 return NULL;
2533         read_lock(&sp->lock);
2534         sn = sp_lookup(sp, idx, idx+1);
2535         if (sn) {
2536                 mpol_get(sn->policy);
2537                 pol = sn->policy;
2538         }
2539         read_unlock(&sp->lock);
2540         return pol;
2541 }
2542
2543 static void sp_free(struct sp_node *n)
2544 {
2545         mpol_put(n->policy);
2546         kmem_cache_free(sn_cache, n);
2547 }
2548
2549 /**
2550  * mpol_misplaced - check whether current page node is valid in policy
2551  *
2552  * @page: page to be checked
2553  * @vma: vm area where page mapped
2554  * @addr: virtual address where page mapped
2555  *
2556  * Lookup current policy node id for vma,addr and "compare to" page's
2557  * node id.  Policy determination "mimics" alloc_page_vma().
2558  * Called from fault path where we know the vma and faulting address.
2559  *
2560  * Return: NUMA_NO_NODE if the page is in a node that is valid for this
2561  * policy, or a suitable node ID to allocate a replacement page from.
2562  */
2563 int mpol_misplaced(struct page *page, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
2564 {
2565         struct mempolicy *pol;
2566         struct zoneref *z;
2567         int curnid = page_to_nid(page);
2568         unsigned long pgoff;
2569         int thiscpu = raw_smp_processor_id();
2570         int thisnid = cpu_to_node(thiscpu);
2571         int polnid = NUMA_NO_NODE;
2572         int ret = NUMA_NO_NODE;
2573
2574         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2575         if (!(pol->flags & MPOL_F_MOF))
2576                 goto out;
2577
2578         switch (pol->mode) {
2579         case MPOL_INTERLEAVE:
2580                 pgoff = vma->vm_pgoff;
2581                 pgoff += (addr - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2582                 polnid = offset_il_node(pol, pgoff);
2583                 break;
2584
2585         case MPOL_PREFERRED:
2586                 if (node_isset(curnid, pol->nodes))
2587                         goto out;
2588                 polnid = first_node(pol->nodes);
2589                 break;
2590
2591         case MPOL_LOCAL:
2592                 polnid = numa_node_id();
2593                 break;
2594
2595         case MPOL_BIND:
2596                 /* Optimize placement among multiple nodes via NUMA balancing */
2597                 if (pol->flags & MPOL_F_MORON) {
2598                         if (node_isset(thisnid, pol->nodes))
2599                                 break;
2600                         goto out;
2601                 }
2602                 fallthrough;
2603
2604         case MPOL_PREFERRED_MANY:
2605                 /*
2606                  * use current page if in policy nodemask,
2607                  * else select nearest allowed node, if any.
2608                  * If no allowed nodes, use current [!misplaced].
2609                  */
2610                 if (node_isset(curnid, pol->nodes))
2611                         goto out;
2612                 z = first_zones_zonelist(
2613                                 node_zonelist(numa_node_id(), GFP_HIGHUSER),
2614                                 gfp_zone(GFP_HIGHUSER),
2615                                 &pol->nodes);
2616                 polnid = zone_to_nid(z->zone);
2617                 break;
2618
2619         default:
2620                 BUG();
2621         }
2622
2623         /* Migrate the page towards the node whose CPU is referencing it */
2624         if (pol->flags & MPOL_F_MORON) {
2625                 polnid = thisnid;
2626
2627                 if (!should_numa_migrate_memory(current, page, curnid, thiscpu))
2628                         goto out;
2629         }
2630
2631         if (curnid != polnid)
2632                 ret = polnid;
2633 out:
2634         mpol_cond_put(pol);
2635
2636         return ret;
2637 }
2638
2639 /*
2640  * Drop the (possibly final) reference to task->mempolicy.  It needs to be
2641  * dropped after task->mempolicy is set to NULL so that any allocation done as
2642  * part of its kmem_cache_free(), such as by KASAN, doesn't reference a freed
2643  * policy.
2644  */
2645 void mpol_put_task_policy(struct task_struct *task)
2646 {
2647         struct mempolicy *pol;
2648
2649         task_lock(task);
2650         pol = task->mempolicy;
2651         task->mempolicy = NULL;
2652         task_unlock(task);
2653         mpol_put(pol);
2654 }
2655
2656 static void sp_delete(struct shared_policy *sp, struct sp_node *n)
2657 {
2658         pr_debug("deleting %lx-l%lx\n", n->start, n->end);
2659         rb_erase(&n->nd, &sp->root);
2660         sp_free(n);
2661 }
2662
2663 static void sp_node_init(struct sp_node *node, unsigned long start,
2664                         unsigned long end, struct mempolicy *pol)
2665 {
2666         node->start = start;
2667         node->end = end;
2668         node->policy = pol;
2669 }
2670
2671 static struct sp_node *sp_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
2672                                 struct mempolicy *pol)
2673 {
2674         struct sp_node *n;
2675         struct mempolicy *newpol;
2676
2677         n = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2678         if (!n)
2679                 return NULL;
2680
2681         newpol = mpol_dup(pol);
2682         if (IS_ERR(newpol)) {
2683                 kmem_cache_free(sn_cache, n);
2684                 return NULL;
2685         }
2686         newpol->flags |= MPOL_F_SHARED;
2687         sp_node_init(n, start, end, newpol);
2688
2689         return n;
2690 }
2691
2692 /* Replace a policy range. */
2693 static int shared_policy_replace(struct shared_policy *sp, unsigned long start,
2694                                  unsigned long end, struct sp_node *new)
2695 {
2696         struct sp_node *n;
2697         struct sp_node *n_new = NULL;
2698         struct mempolicy *mpol_new = NULL;
2699         int ret = 0;
2700
2701 restart:
2702         write_lock(&sp->lock);
2703         n = sp_lookup(sp, start, end);
2704         /* Take care of old policies in the same range. */
2705         while (n && n->start < end) {
2706                 struct rb_node *next = rb_next(&n->nd);
2707                 if (n->start >= start) {
2708                         if (n->end <= end)
2709                                 sp_delete(sp, n);
2710                         else
2711                                 n->start = end;
2712                 } else {
2713                         /* Old policy spanning whole new range. */
2714                         if (n->end > end) {
2715                                 if (!n_new)
2716                                         goto alloc_new;
2717
2718                                 *mpol_new = *n->policy;
2719                                 atomic_set(&mpol_new->refcnt, 1);
2720                                 sp_node_init(n_new, end, n->end, mpol_new);
2721                                 n->end = start;
2722                                 sp_insert(sp, n_new);
2723                                 n_new = NULL;
2724                                 mpol_new = NULL;
2725                                 break;
2726                         } else
2727                                 n->end = start;
2728                 }
2729                 if (!next)
2730                         break;
2731                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2732         }
2733         if (new)
2734                 sp_insert(sp, new);
2735         write_unlock(&sp->lock);
2736         ret = 0;
2737
2738 err_out:
2739         if (mpol_new)
2740                 mpol_put(mpol_new);
2741         if (n_new)
2742                 kmem_cache_free(sn_cache, n_new);
2743
2744         return ret;
2745
2746 alloc_new:
2747         write_unlock(&sp->lock);
2748         ret = -ENOMEM;
2749         n_new = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2750         if (!n_new)
2751                 goto err_out;
2752         mpol_new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2753         if (!mpol_new)
2754                 goto err_out;
2755         atomic_set(&mpol_new->refcnt, 1);
2756         goto restart;
2757 }
2758
2759 /**
2760  * mpol_shared_policy_init - initialize shared policy for inode
2761  * @sp: pointer to inode shared policy
2762  * @mpol:  struct mempolicy to install
2763  *
2764  * Install non-NULL @mpol in inode's shared policy rb-tree.
2765  * On entry, the current task has a reference on a non-NULL @mpol.
2766  * This must be released on exit.
2767  * This is called at get_inode() calls and we can use GFP_KERNEL.
2768  */
2769 void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *sp, struct mempolicy *mpol)
2770 {
2771         int ret;
2772
2773         sp->root = RB_ROOT;             /* empty tree == default mempolicy */
2774         rwlock_init(&sp->lock);
2775
2776         if (mpol) {
2777                 struct vm_area_struct pvma;
2778                 struct mempolicy *new;
2779                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2780
2781                 if (!scratch)
2782                         goto put_mpol;
2783                 /* contextualize the tmpfs mount point mempolicy */
2784                 new = mpol_new(mpol->mode, mpol->flags, &mpol->w.user_nodemask);
2785                 if (IS_ERR(new))
2786                         goto free_scratch; /* no valid nodemask intersection */
2787
2788                 task_lock(current);
2789                 ret = mpol_set_nodemask(new, &mpol->w.user_nodemask, scratch);
2790                 task_unlock(current);
2791                 if (ret)
2792                         goto put_new;
2793
2794                 /* Create pseudo-vma that contains just the policy */
2795                 vma_init(&pvma, NULL);
2796                 pvma.vm_end = TASK_SIZE;        /* policy covers entire file */
2797                 mpol_set_shared_policy(sp, &pvma, new); /* adds ref */
2798
2799 put_new:
2800                 mpol_put(new);                  /* drop initial ref */
2801 free_scratch:
2802                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2803 put_mpol:
2804                 mpol_put(mpol); /* drop our incoming ref on sb mpol */
2805         }
2806 }
2807
2808 int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *info,
2809                         struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *npol)
2810 {
2811         int err;
2812         struct sp_node *new = NULL;
2813         unsigned long sz = vma_pages(vma);
2814
2815         pr_debug("set_shared_policy %lx sz %lu %d %d %lx\n",
2816                  vma->vm_pgoff,
2817                  sz, npol ? npol->mode : -1,
2818                  npol ? npol->flags : -1,
2819                  npol ? nodes_addr(npol->nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
2820
2821         if (npol) {
2822                 new = sp_alloc(vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, npol);
2823                 if (!new)
2824                         return -ENOMEM;
2825         }
2826         err = shared_policy_replace(info, vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff+sz, new);
2827         if (err && new)
2828                 sp_free(new);
2829         return err;
2830 }
2831
2832 /* Free a backing policy store on inode delete. */
2833 void mpol_free_shared_policy(struct shared_policy *p)
2834 {
2835         struct sp_node *n;
2836         struct rb_node *next;
2837
2838         if (!p->root.rb_node)
2839                 return;
2840         write_lock(&p->lock);
2841         next = rb_first(&p->root);
2842         while (next) {
2843                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2844                 next = rb_next(&n->nd);
2845                 sp_delete(p, n);
2846         }
2847         write_unlock(&p->lock);
2848 }
2849
2850 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2851 static int __initdata numabalancing_override;
2852
2853 static void __init check_numabalancing_enable(void)
2854 {
2855         bool numabalancing_default = false;
2856
2857         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA_BALANCING_DEFAULT_ENABLED))
2858                 numabalancing_default = true;
2859
2860         /* Parsed by setup_numabalancing. override == 1 enables, -1 disables */
2861         if (numabalancing_override)
2862                 set_numabalancing_state(numabalancing_override == 1);
2863
2864         if (num_online_nodes() > 1 && !numabalancing_override) {
2865                 pr_info("%s automatic NUMA balancing. Configure with numa_balancing= or the kernel.numa_balancing sysctl\n",
2866                         numabalancing_default ? "Enabling" : "Disabling");
2867                 set_numabalancing_state(numabalancing_default);
2868         }
2869 }
2870
2871 static int __init setup_numabalancing(char *str)
2872 {
2873         int ret = 0;
2874         if (!str)
2875                 goto out;
2876
2877         if (!strcmp(str, "enable")) {
2878                 numabalancing_override = 1;
2879                 ret = 1;
2880         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2881                 numabalancing_override = -1;
2882                 ret = 1;
2883         }
2884 out:
2885         if (!ret)
2886                 pr_warn("Unable to parse numa_balancing=\n");
2887
2888         return ret;
2889 }
2890 __setup("numa_balancing=", setup_numabalancing);
2891 #else
2892 static inline void __init check_numabalancing_enable(void)
2893 {
2894 }
2895 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2896
2897 /* assumes fs == KERNEL_DS */
2898 void __init numa_policy_init(void)
2899 {
2900         nodemask_t interleave_nodes;
2901         unsigned long largest = 0;
2902         int nid, prefer = 0;
2903
2904         policy_cache = kmem_cache_create("numa_policy",
2905                                          sizeof(struct mempolicy),
2906                                          0, SLAB_PANIC, NULL);
2907
2908         sn_cache = kmem_cache_create("shared_policy_node",
2909                                      sizeof(struct sp_node),
2910                                      0, SLAB_PANIC, NULL);
2911
2912         for_each_node(nid) {
2913                 preferred_node_policy[nid] = (struct mempolicy) {
2914                         .refcnt = ATOMIC_INIT(1),
2915                         .mode = MPOL_PREFERRED,
2916                         .flags = MPOL_F_MOF | MPOL_F_MORON,
2917                         .nodes = nodemask_of_node(nid),
2918                 };
2919         }
2920
2921         /*
2922          * Set interleaving policy for system init. Interleaving is only
2923          * enabled across suitably sized nodes (default is >= 16MB), or
2924          * fall back to the largest node if they're all smaller.
2925          */
2926         nodes_clear(interleave_nodes);
2927         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
2928                 unsigned long total_pages = node_present_pages(nid);
2929
2930                 /* Preserve the largest node */
2931                 if (largest < total_pages) {
2932                         largest = total_pages;
2933                         prefer = nid;
2934                 }
2935
2936                 /* Interleave this node? */
2937                 if ((total_pages << PAGE_SHIFT) >= (16 << 20))
2938                         node_set(nid, interleave_nodes);
2939         }
2940
2941         /* All too small, use the largest */
2942         if (unlikely(nodes_empty(interleave_nodes)))
2943                 node_set(prefer, interleave_nodes);
2944
2945         if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, 0, &interleave_nodes))
2946                 pr_err("%s: interleaving failed\n", __func__);
2947
2948         check_numabalancing_enable();
2949 }
2950
2951 /* Reset policy of current process to default */
2952 void numa_default_policy(void)
2953 {
2954         do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, 0, NULL);
2955 }
2956
2957 /*
2958  * Parse and format mempolicy from/to strings
2959  */
2960
2961 static const char * const policy_modes[] =
2962 {
2963         [MPOL_DEFAULT]    = "default",
2964         [MPOL_PREFERRED]  = "prefer",
2965         [MPOL_BIND]       = "bind",
2966         [MPOL_INTERLEAVE] = "interleave",
2967         [MPOL_LOCAL]      = "local",
2968         [MPOL_PREFERRED_MANY]  = "prefer (many)",
2969 };
2970
2971
2972 #ifdef CONFIG_TMPFS
2973 /**
2974  * mpol_parse_str - parse string to mempolicy, for tmpfs mpol mount option.
2975  * @str:  string containing mempolicy to parse
2976  * @mpol:  pointer to struct mempolicy pointer, returned on success.
2977  *
2978  * Format of input:
2979  *      <mode>[=<flags>][:<nodelist>]
2980  *
2981  * Return: %0 on success, else %1
2982  */
2983 int mpol_parse_str(char *str, struct mempolicy **mpol)
2984 {
2985         struct mempolicy *new = NULL;
2986         unsigned short mode_flags;
2987         nodemask_t nodes;
2988         char *nodelist = strchr(str, ':');
2989         char *flags = strchr(str, '=');
2990         int err = 1, mode;
2991
2992         if (flags)
2993                 *flags++ = '\0';        /* terminate mode string */
2994
2995         if (nodelist) {
2996                 /* NUL-terminate mode or flags string */
2997                 *nodelist++ = '\0';
2998                 if (nodelist_parse(nodelist, nodes))
2999                         goto out;
3000                 if (!nodes_subset(nodes, node_states[N_MEMORY]))
3001                         goto out;
3002         } else
3003                 nodes_clear(nodes);
3004
3005         mode = match_string(policy_modes, MPOL_MAX, str);
3006         if (mode < 0)
3007                 goto out;
3008
3009         switch (mode) {
3010         case MPOL_PREFERRED:
3011                 /*
3012                  * Insist on a nodelist of one node only, although later
3013                  * we use first_node(nodes) to grab a single node, so here
3014                  * nodelist (or nodes) cannot be empty.
3015                  */
3016                 if (nodelist) {
3017                         char *rest = nodelist;
3018                         while (isdigit(*rest))
3019                                 rest++;
3020                         if (*rest)
3021                                 goto out;
3022                         if (nodes_empty(nodes))
3023                                 goto out;
3024                 }
3025                 break;
3026         case MPOL_INTERLEAVE:
3027                 /*
3028                  * Default to online nodes with memory if no nodelist
3029                  */
3030                 if (!nodelist)
3031                         nodes = node_states[N_MEMORY];
3032                 break;
3033         case MPOL_LOCAL:
3034                 /*
3035                  * Don't allow a nodelist;  mpol_new() checks flags
3036                  */
3037                 if (nodelist)
3038                         goto out;
3039                 break;
3040         case MPOL_DEFAULT:
3041                 /*
3042                  * Insist on a empty nodelist
3043                  */
3044                 if (!nodelist)
3045                         err = 0;
3046                 goto out;
3047         case MPOL_PREFERRED_MANY:
3048         case MPOL_BIND:
3049                 /*
3050                  * Insist on a nodelist
3051                  */
3052                 if (!nodelist)
3053                         goto out;
3054         }
3055
3056         mode_flags = 0;
3057         if (flags) {
3058                 /*
3059                  * Currently, we only support two mutually exclusive
3060                  * mode flags.
3061                  */
3062                 if (!strcmp(flags, "static"))
3063                         mode_flags |= MPOL_F_STATIC_NODES;
3064                 else if (!strcmp(flags, "relative"))
3065                         mode_flags |= MPOL_F_RELATIVE_NODES;
3066                 else
3067                         goto out;
3068         }
3069
3070         new = mpol_new(mode, mode_flags, &nodes);
3071         if (IS_ERR(new))
3072                 goto out;
3073
3074         /*
3075          * Save nodes for mpol_to_str() to show the tmpfs mount options
3076          * for /proc/mounts, /proc/pid/mounts and /proc/pid/mountinfo.
3077          */
3078         if (mode != MPOL_PREFERRED) {
3079                 new->nodes = nodes;
3080         } else if (nodelist) {
3081                 nodes_clear(new->nodes);
3082                 node_set(first_node(nodes), new->nodes);
3083         } else {
3084                 new->mode = MPOL_LOCAL;
3085         }
3086
3087         /*
3088          * Save nodes for contextualization: this will be used to "clone"
3089          * the mempolicy in a specific context [cpuset] at a later time.
3090          */
3091         new->w.user_nodemask = nodes;
3092
3093         err = 0;
3094
3095 out:
3096         /* Restore string for error message */
3097         if (nodelist)
3098                 *--nodelist = ':';
3099         if (flags)
3100                 *--flags = '=';
3101         if (!err)
3102                 *mpol = new;
3103         return err;
3104 }
3105 #endif /* CONFIG_TMPFS */
3106
3107 /**
3108  * mpol_to_str - format a mempolicy structure for printing
3109  * @buffer:  to contain formatted mempolicy string
3110  * @maxlen:  length of @buffer
3111  * @pol:  pointer to mempolicy to be formatted
3112  *
3113  * Convert @pol into a string.  If @buffer is too short, truncate the string.
3114  * Recommend a @maxlen of at least 32 for the longest mode, "interleave", the
3115  * longest flag, "relative", and to display at least a few node ids.
3116  */
3117 void mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol)
3118 {
3119         char *p = buffer;
3120         nodemask_t nodes = NODE_MASK_NONE;
3121         unsigned short mode = MPOL_DEFAULT;
3122         unsigned short flags = 0;
3123
3124         if (pol && pol != &default_policy && !(pol->flags & MPOL_F_MORON)) {
3125                 mode = pol->mode;
3126                 flags = pol->flags;
3127         }
3128
3129         switch (mode) {
3130         case MPOL_DEFAULT:
3131         case MPOL_LOCAL:
3132                 break;
3133         case MPOL_PREFERRED:
3134         case MPOL_PREFERRED_MANY:
3135         case MPOL_BIND:
3136         case MPOL_INTERLEAVE:
3137                 nodes = pol->nodes;
3138                 break;
3139         default:
3140                 WARN_ON_ONCE(1);
3141                 snprintf(p, maxlen, "unknown");
3142                 return;
3143         }
3144
3145         p += snprintf(p, maxlen, "%s", policy_modes[mode]);
3146
3147         if (flags & MPOL_MODE_FLAGS) {
3148                 p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "=");
3149
3150                 /*
3151                  * Currently, the only defined flags are mutually exclusive
3152                  */
3153                 if (flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
3154                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "static");
3155                 else if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
3156                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "relative");
3157         }
3158
3159         if (!nodes_empty(nodes))
3160                 p += scnprintf(p, buffer + maxlen - p, ":%*pbl",
3161                                nodemask_pr_args(&nodes));
3162 }