Merge branch 'for-4.19' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/tj/wq
[platform/kernel/linux-rpi.git] / mm / mempolicy.c
1 /*
2  * Simple NUMA memory policy for the Linux kernel.
3  *
4  * Copyright 2003,2004 Andi Kleen, SuSE Labs.
5  * (C) Copyright 2005 Christoph Lameter, Silicon Graphics, Inc.
6  * Subject to the GNU Public License, version 2.
7  *
8  * NUMA policy allows the user to give hints in which node(s) memory should
9  * be allocated.
10  *
11  * Support four policies per VMA and per process:
12  *
13  * The VMA policy has priority over the process policy for a page fault.
14  *
15  * interleave     Allocate memory interleaved over a set of nodes,
16  *                with normal fallback if it fails.
17  *                For VMA based allocations this interleaves based on the
18  *                offset into the backing object or offset into the mapping
19  *                for anonymous memory. For process policy an process counter
20  *                is used.
21  *
22  * bind           Only allocate memory on a specific set of nodes,
23  *                no fallback.
24  *                FIXME: memory is allocated starting with the first node
25  *                to the last. It would be better if bind would truly restrict
26  *                the allocation to memory nodes instead
27  *
28  * preferred       Try a specific node first before normal fallback.
29  *                As a special case NUMA_NO_NODE here means do the allocation
30  *                on the local CPU. This is normally identical to default,
31  *                but useful to set in a VMA when you have a non default
32  *                process policy.
33  *
34  * default        Allocate on the local node first, or when on a VMA
35  *                use the process policy. This is what Linux always did
36  *                in a NUMA aware kernel and still does by, ahem, default.
37  *
38  * The process policy is applied for most non interrupt memory allocations
39  * in that process' context. Interrupts ignore the policies and always
40  * try to allocate on the local CPU. The VMA policy is only applied for memory
41  * allocations for a VMA in the VM.
42  *
43  * Currently there are a few corner cases in swapping where the policy
44  * is not applied, but the majority should be handled. When process policy
45  * is used it is not remembered over swap outs/swap ins.
46  *
47  * Only the highest zone in the zone hierarchy gets policied. Allocations
48  * requesting a lower zone just use default policy. This implies that
49  * on systems with highmem kernel lowmem allocation don't get policied.
50  * Same with GFP_DMA allocations.
51  *
52  * For shmfs/tmpfs/hugetlbfs shared memory the policy is shared between
53  * all users and remembered even when nobody has memory mapped.
54  */
55
56 /* Notebook:
57    fix mmap readahead to honour policy and enable policy for any page cache
58    object
59    statistics for bigpages
60    global policy for page cache? currently it uses process policy. Requires
61    first item above.
62    handle mremap for shared memory (currently ignored for the policy)
63    grows down?
64    make bind policy root only? It can trigger oom much faster and the
65    kernel is not always grateful with that.
66 */
67
68 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
69
70 #include <linux/mempolicy.h>
71 #include <linux/mm.h>
72 #include <linux/highmem.h>
73 #include <linux/hugetlb.h>
74 #include <linux/kernel.h>
75 #include <linux/sched.h>
76 #include <linux/sched/mm.h>
77 #include <linux/sched/numa_balancing.h>
78 #include <linux/sched/task.h>
79 #include <linux/nodemask.h>
80 #include <linux/cpuset.h>
81 #include <linux/slab.h>
82 #include <linux/string.h>
83 #include <linux/export.h>
84 #include <linux/nsproxy.h>
85 #include <linux/interrupt.h>
86 #include <linux/init.h>
87 #include <linux/compat.h>
88 #include <linux/ptrace.h>
89 #include <linux/swap.h>
90 #include <linux/seq_file.h>
91 #include <linux/proc_fs.h>
92 #include <linux/migrate.h>
93 #include <linux/ksm.h>
94 #include <linux/rmap.h>
95 #include <linux/security.h>
96 #include <linux/syscalls.h>
97 #include <linux/ctype.h>
98 #include <linux/mm_inline.h>
99 #include <linux/mmu_notifier.h>
100 #include <linux/printk.h>
101 #include <linux/swapops.h>
102
103 #include <asm/tlbflush.h>
104 #include <linux/uaccess.h>
105
106 #include "internal.h"
107
108 /* Internal flags */
109 #define MPOL_MF_DISCONTIG_OK (MPOL_MF_INTERNAL << 0)    /* Skip checks for continuous vmas */
110 #define MPOL_MF_INVERT (MPOL_MF_INTERNAL << 1)          /* Invert check for nodemask */
111
112 static struct kmem_cache *policy_cache;
113 static struct kmem_cache *sn_cache;
114
115 /* Highest zone. An specific allocation for a zone below that is not
116    policied. */
117 enum zone_type policy_zone = 0;
118
119 /*
120  * run-time system-wide default policy => local allocation
121  */
122 static struct mempolicy default_policy = {
123         .refcnt = ATOMIC_INIT(1), /* never free it */
124         .mode = MPOL_PREFERRED,
125         .flags = MPOL_F_LOCAL,
126 };
127
128 static struct mempolicy preferred_node_policy[MAX_NUMNODES];
129
130 struct mempolicy *get_task_policy(struct task_struct *p)
131 {
132         struct mempolicy *pol = p->mempolicy;
133         int node;
134
135         if (pol)
136                 return pol;
137
138         node = numa_node_id();
139         if (node != NUMA_NO_NODE) {
140                 pol = &preferred_node_policy[node];
141                 /* preferred_node_policy is not initialised early in boot */
142                 if (pol->mode)
143                         return pol;
144         }
145
146         return &default_policy;
147 }
148
149 static const struct mempolicy_operations {
150         int (*create)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
151         void (*rebind)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
152 } mpol_ops[MPOL_MAX];
153
154 static inline int mpol_store_user_nodemask(const struct mempolicy *pol)
155 {
156         return pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS;
157 }
158
159 static void mpol_relative_nodemask(nodemask_t *ret, const nodemask_t *orig,
160                                    const nodemask_t *rel)
161 {
162         nodemask_t tmp;
163         nodes_fold(tmp, *orig, nodes_weight(*rel));
164         nodes_onto(*ret, tmp, *rel);
165 }
166
167 static int mpol_new_interleave(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
168 {
169         if (nodes_empty(*nodes))
170                 return -EINVAL;
171         pol->v.nodes = *nodes;
172         return 0;
173 }
174
175 static int mpol_new_preferred(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
176 {
177         if (!nodes)
178                 pol->flags |= MPOL_F_LOCAL;     /* local allocation */
179         else if (nodes_empty(*nodes))
180                 return -EINVAL;                 /*  no allowed nodes */
181         else
182                 pol->v.preferred_node = first_node(*nodes);
183         return 0;
184 }
185
186 static int mpol_new_bind(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
187 {
188         if (nodes_empty(*nodes))
189                 return -EINVAL;
190         pol->v.nodes = *nodes;
191         return 0;
192 }
193
194 /*
195  * mpol_set_nodemask is called after mpol_new() to set up the nodemask, if
196  * any, for the new policy.  mpol_new() has already validated the nodes
197  * parameter with respect to the policy mode and flags.  But, we need to
198  * handle an empty nodemask with MPOL_PREFERRED here.
199  *
200  * Must be called holding task's alloc_lock to protect task's mems_allowed
201  * and mempolicy.  May also be called holding the mmap_semaphore for write.
202  */
203 static int mpol_set_nodemask(struct mempolicy *pol,
204                      const nodemask_t *nodes, struct nodemask_scratch *nsc)
205 {
206         int ret;
207
208         /* if mode is MPOL_DEFAULT, pol is NULL. This is right. */
209         if (pol == NULL)
210                 return 0;
211         /* Check N_MEMORY */
212         nodes_and(nsc->mask1,
213                   cpuset_current_mems_allowed, node_states[N_MEMORY]);
214
215         VM_BUG_ON(!nodes);
216         if (pol->mode == MPOL_PREFERRED && nodes_empty(*nodes))
217                 nodes = NULL;   /* explicit local allocation */
218         else {
219                 if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
220                         mpol_relative_nodemask(&nsc->mask2, nodes, &nsc->mask1);
221                 else
222                         nodes_and(nsc->mask2, *nodes, nsc->mask1);
223
224                 if (mpol_store_user_nodemask(pol))
225                         pol->w.user_nodemask = *nodes;
226                 else
227                         pol->w.cpuset_mems_allowed =
228                                                 cpuset_current_mems_allowed;
229         }
230
231         if (nodes)
232                 ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, &nsc->mask2);
233         else
234                 ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, NULL);
235         return ret;
236 }
237
238 /*
239  * This function just creates a new policy, does some check and simple
240  * initialization. You must invoke mpol_set_nodemask() to set nodes.
241  */
242 static struct mempolicy *mpol_new(unsigned short mode, unsigned short flags,
243                                   nodemask_t *nodes)
244 {
245         struct mempolicy *policy;
246
247         pr_debug("setting mode %d flags %d nodes[0] %lx\n",
248                  mode, flags, nodes ? nodes_addr(*nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
249
250         if (mode == MPOL_DEFAULT) {
251                 if (nodes && !nodes_empty(*nodes))
252                         return ERR_PTR(-EINVAL);
253                 return NULL;
254         }
255         VM_BUG_ON(!nodes);
256
257         /*
258          * MPOL_PREFERRED cannot be used with MPOL_F_STATIC_NODES or
259          * MPOL_F_RELATIVE_NODES if the nodemask is empty (local allocation).
260          * All other modes require a valid pointer to a non-empty nodemask.
261          */
262         if (mode == MPOL_PREFERRED) {
263                 if (nodes_empty(*nodes)) {
264                         if (((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
265                              (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)))
266                                 return ERR_PTR(-EINVAL);
267                 }
268         } else if (mode == MPOL_LOCAL) {
269                 if (!nodes_empty(*nodes) ||
270                     (flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
271                     (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
272                         return ERR_PTR(-EINVAL);
273                 mode = MPOL_PREFERRED;
274         } else if (nodes_empty(*nodes))
275                 return ERR_PTR(-EINVAL);
276         policy = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
277         if (!policy)
278                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
279         atomic_set(&policy->refcnt, 1);
280         policy->mode = mode;
281         policy->flags = flags;
282
283         return policy;
284 }
285
286 /* Slow path of a mpol destructor. */
287 void __mpol_put(struct mempolicy *p)
288 {
289         if (!atomic_dec_and_test(&p->refcnt))
290                 return;
291         kmem_cache_free(policy_cache, p);
292 }
293
294 static void mpol_rebind_default(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
295 {
296 }
297
298 static void mpol_rebind_nodemask(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
299 {
300         nodemask_t tmp;
301
302         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
303                 nodes_and(tmp, pol->w.user_nodemask, *nodes);
304         else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
305                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
306         else {
307                 nodes_remap(tmp, pol->v.nodes,pol->w.cpuset_mems_allowed,
308                                                                 *nodes);
309                 pol->w.cpuset_mems_allowed = tmp;
310         }
311
312         if (nodes_empty(tmp))
313                 tmp = *nodes;
314
315         pol->v.nodes = tmp;
316 }
317
318 static void mpol_rebind_preferred(struct mempolicy *pol,
319                                                 const nodemask_t *nodes)
320 {
321         nodemask_t tmp;
322
323         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES) {
324                 int node = first_node(pol->w.user_nodemask);
325
326                 if (node_isset(node, *nodes)) {
327                         pol->v.preferred_node = node;
328                         pol->flags &= ~MPOL_F_LOCAL;
329                 } else
330                         pol->flags |= MPOL_F_LOCAL;
331         } else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES) {
332                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
333                 pol->v.preferred_node = first_node(tmp);
334         } else if (!(pol->flags & MPOL_F_LOCAL)) {
335                 pol->v.preferred_node = node_remap(pol->v.preferred_node,
336                                                    pol->w.cpuset_mems_allowed,
337                                                    *nodes);
338                 pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
339         }
340 }
341
342 /*
343  * mpol_rebind_policy - Migrate a policy to a different set of nodes
344  *
345  * Per-vma policies are protected by mmap_sem. Allocations using per-task
346  * policies are protected by task->mems_allowed_seq to prevent a premature
347  * OOM/allocation failure due to parallel nodemask modification.
348  */
349 static void mpol_rebind_policy(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *newmask)
350 {
351         if (!pol)
352                 return;
353         if (!mpol_store_user_nodemask(pol) &&
354             nodes_equal(pol->w.cpuset_mems_allowed, *newmask))
355                 return;
356
357         mpol_ops[pol->mode].rebind(pol, newmask);
358 }
359
360 /*
361  * Wrapper for mpol_rebind_policy() that just requires task
362  * pointer, and updates task mempolicy.
363  *
364  * Called with task's alloc_lock held.
365  */
366
367 void mpol_rebind_task(struct task_struct *tsk, const nodemask_t *new)
368 {
369         mpol_rebind_policy(tsk->mempolicy, new);
370 }
371
372 /*
373  * Rebind each vma in mm to new nodemask.
374  *
375  * Call holding a reference to mm.  Takes mm->mmap_sem during call.
376  */
377
378 void mpol_rebind_mm(struct mm_struct *mm, nodemask_t *new)
379 {
380         struct vm_area_struct *vma;
381
382         down_write(&mm->mmap_sem);
383         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next)
384                 mpol_rebind_policy(vma->vm_policy, new);
385         up_write(&mm->mmap_sem);
386 }
387
388 static const struct mempolicy_operations mpol_ops[MPOL_MAX] = {
389         [MPOL_DEFAULT] = {
390                 .rebind = mpol_rebind_default,
391         },
392         [MPOL_INTERLEAVE] = {
393                 .create = mpol_new_interleave,
394                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
395         },
396         [MPOL_PREFERRED] = {
397                 .create = mpol_new_preferred,
398                 .rebind = mpol_rebind_preferred,
399         },
400         [MPOL_BIND] = {
401                 .create = mpol_new_bind,
402                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
403         },
404 };
405
406 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
407                                 unsigned long flags);
408
409 struct queue_pages {
410         struct list_head *pagelist;
411         unsigned long flags;
412         nodemask_t *nmask;
413         struct vm_area_struct *prev;
414 };
415
416 /*
417  * Check if the page's nid is in qp->nmask.
418  *
419  * If MPOL_MF_INVERT is set in qp->flags, check if the nid is
420  * in the invert of qp->nmask.
421  */
422 static inline bool queue_pages_required(struct page *page,
423                                         struct queue_pages *qp)
424 {
425         int nid = page_to_nid(page);
426         unsigned long flags = qp->flags;
427
428         return node_isset(nid, *qp->nmask) == !(flags & MPOL_MF_INVERT);
429 }
430
431 static int queue_pages_pmd(pmd_t *pmd, spinlock_t *ptl, unsigned long addr,
432                                 unsigned long end, struct mm_walk *walk)
433 {
434         int ret = 0;
435         struct page *page;
436         struct queue_pages *qp = walk->private;
437         unsigned long flags;
438
439         if (unlikely(is_pmd_migration_entry(*pmd))) {
440                 ret = 1;
441                 goto unlock;
442         }
443         page = pmd_page(*pmd);
444         if (is_huge_zero_page(page)) {
445                 spin_unlock(ptl);
446                 __split_huge_pmd(walk->vma, pmd, addr, false, NULL);
447                 goto out;
448         }
449         if (!queue_pages_required(page, qp)) {
450                 ret = 1;
451                 goto unlock;
452         }
453
454         ret = 1;
455         flags = qp->flags;
456         /* go to thp migration */
457         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL))
458                 migrate_page_add(page, qp->pagelist, flags);
459 unlock:
460         spin_unlock(ptl);
461 out:
462         return ret;
463 }
464
465 /*
466  * Scan through pages checking if pages follow certain conditions,
467  * and move them to the pagelist if they do.
468  */
469 static int queue_pages_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
470                         unsigned long end, struct mm_walk *walk)
471 {
472         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
473         struct page *page;
474         struct queue_pages *qp = walk->private;
475         unsigned long flags = qp->flags;
476         int ret;
477         pte_t *pte;
478         spinlock_t *ptl;
479
480         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
481         if (ptl) {
482                 ret = queue_pages_pmd(pmd, ptl, addr, end, walk);
483                 if (ret)
484                         return 0;
485         }
486
487         if (pmd_trans_unstable(pmd))
488                 return 0;
489
490         pte = pte_offset_map_lock(walk->mm, pmd, addr, &ptl);
491         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE) {
492                 if (!pte_present(*pte))
493                         continue;
494                 page = vm_normal_page(vma, addr, *pte);
495                 if (!page)
496                         continue;
497                 /*
498                  * vm_normal_page() filters out zero pages, but there might
499                  * still be PageReserved pages to skip, perhaps in a VDSO.
500                  */
501                 if (PageReserved(page))
502                         continue;
503                 if (!queue_pages_required(page, qp))
504                         continue;
505                 migrate_page_add(page, qp->pagelist, flags);
506         }
507         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
508         cond_resched();
509         return 0;
510 }
511
512 static int queue_pages_hugetlb(pte_t *pte, unsigned long hmask,
513                                unsigned long addr, unsigned long end,
514                                struct mm_walk *walk)
515 {
516 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
517         struct queue_pages *qp = walk->private;
518         unsigned long flags = qp->flags;
519         struct page *page;
520         spinlock_t *ptl;
521         pte_t entry;
522
523         ptl = huge_pte_lock(hstate_vma(walk->vma), walk->mm, pte);
524         entry = huge_ptep_get(pte);
525         if (!pte_present(entry))
526                 goto unlock;
527         page = pte_page(entry);
528         if (!queue_pages_required(page, qp))
529                 goto unlock;
530         /* With MPOL_MF_MOVE, we migrate only unshared hugepage. */
531         if (flags & (MPOL_MF_MOVE_ALL) ||
532             (flags & MPOL_MF_MOVE && page_mapcount(page) == 1))
533                 isolate_huge_page(page, qp->pagelist);
534 unlock:
535         spin_unlock(ptl);
536 #else
537         BUG();
538 #endif
539         return 0;
540 }
541
542 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
543 /*
544  * This is used to mark a range of virtual addresses to be inaccessible.
545  * These are later cleared by a NUMA hinting fault. Depending on these
546  * faults, pages may be migrated for better NUMA placement.
547  *
548  * This is assuming that NUMA faults are handled using PROT_NONE. If
549  * an architecture makes a different choice, it will need further
550  * changes to the core.
551  */
552 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
553                         unsigned long addr, unsigned long end)
554 {
555         int nr_updated;
556
557         nr_updated = change_protection(vma, addr, end, PAGE_NONE, 0, 1);
558         if (nr_updated)
559                 count_vm_numa_events(NUMA_PTE_UPDATES, nr_updated);
560
561         return nr_updated;
562 }
563 #else
564 static unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
565                         unsigned long addr, unsigned long end)
566 {
567         return 0;
568 }
569 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
570
571 static int queue_pages_test_walk(unsigned long start, unsigned long end,
572                                 struct mm_walk *walk)
573 {
574         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
575         struct queue_pages *qp = walk->private;
576         unsigned long endvma = vma->vm_end;
577         unsigned long flags = qp->flags;
578
579         if (!vma_migratable(vma))
580                 return 1;
581
582         if (endvma > end)
583                 endvma = end;
584         if (vma->vm_start > start)
585                 start = vma->vm_start;
586
587         if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK)) {
588                 if (!vma->vm_next && vma->vm_end < end)
589                         return -EFAULT;
590                 if (qp->prev && qp->prev->vm_end < vma->vm_start)
591                         return -EFAULT;
592         }
593
594         qp->prev = vma;
595
596         if (flags & MPOL_MF_LAZY) {
597                 /* Similar to task_numa_work, skip inaccessible VMAs */
598                 if (!is_vm_hugetlb_page(vma) &&
599                         (vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE)) &&
600                         !(vma->vm_flags & VM_MIXEDMAP))
601                         change_prot_numa(vma, start, endvma);
602                 return 1;
603         }
604
605         /* queue pages from current vma */
606         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL))
607                 return 0;
608         return 1;
609 }
610
611 /*
612  * Walk through page tables and collect pages to be migrated.
613  *
614  * If pages found in a given range are on a set of nodes (determined by
615  * @nodes and @flags,) it's isolated and queued to the pagelist which is
616  * passed via @private.)
617  */
618 static int
619 queue_pages_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start, unsigned long end,
620                 nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
621                 struct list_head *pagelist)
622 {
623         struct queue_pages qp = {
624                 .pagelist = pagelist,
625                 .flags = flags,
626                 .nmask = nodes,
627                 .prev = NULL,
628         };
629         struct mm_walk queue_pages_walk = {
630                 .hugetlb_entry = queue_pages_hugetlb,
631                 .pmd_entry = queue_pages_pte_range,
632                 .test_walk = queue_pages_test_walk,
633                 .mm = mm,
634                 .private = &qp,
635         };
636
637         return walk_page_range(start, end, &queue_pages_walk);
638 }
639
640 /*
641  * Apply policy to a single VMA
642  * This must be called with the mmap_sem held for writing.
643  */
644 static int vma_replace_policy(struct vm_area_struct *vma,
645                                                 struct mempolicy *pol)
646 {
647         int err;
648         struct mempolicy *old;
649         struct mempolicy *new;
650
651         pr_debug("vma %lx-%lx/%lx vm_ops %p vm_file %p set_policy %p\n",
652                  vma->vm_start, vma->vm_end, vma->vm_pgoff,
653                  vma->vm_ops, vma->vm_file,
654                  vma->vm_ops ? vma->vm_ops->set_policy : NULL);
655
656         new = mpol_dup(pol);
657         if (IS_ERR(new))
658                 return PTR_ERR(new);
659
660         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->set_policy) {
661                 err = vma->vm_ops->set_policy(vma, new);
662                 if (err)
663                         goto err_out;
664         }
665
666         old = vma->vm_policy;
667         vma->vm_policy = new; /* protected by mmap_sem */
668         mpol_put(old);
669
670         return 0;
671  err_out:
672         mpol_put(new);
673         return err;
674 }
675
676 /* Step 2: apply policy to a range and do splits. */
677 static int mbind_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
678                        unsigned long end, struct mempolicy *new_pol)
679 {
680         struct vm_area_struct *next;
681         struct vm_area_struct *prev;
682         struct vm_area_struct *vma;
683         int err = 0;
684         pgoff_t pgoff;
685         unsigned long vmstart;
686         unsigned long vmend;
687
688         vma = find_vma(mm, start);
689         if (!vma || vma->vm_start > start)
690                 return -EFAULT;
691
692         prev = vma->vm_prev;
693         if (start > vma->vm_start)
694                 prev = vma;
695
696         for (; vma && vma->vm_start < end; prev = vma, vma = next) {
697                 next = vma->vm_next;
698                 vmstart = max(start, vma->vm_start);
699                 vmend   = min(end, vma->vm_end);
700
701                 if (mpol_equal(vma_policy(vma), new_pol))
702                         continue;
703
704                 pgoff = vma->vm_pgoff +
705                         ((vmstart - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
706                 prev = vma_merge(mm, prev, vmstart, vmend, vma->vm_flags,
707                                  vma->anon_vma, vma->vm_file, pgoff,
708                                  new_pol, vma->vm_userfaultfd_ctx);
709                 if (prev) {
710                         vma = prev;
711                         next = vma->vm_next;
712                         if (mpol_equal(vma_policy(vma), new_pol))
713                                 continue;
714                         /* vma_merge() joined vma && vma->next, case 8 */
715                         goto replace;
716                 }
717                 if (vma->vm_start != vmstart) {
718                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmstart, 1);
719                         if (err)
720                                 goto out;
721                 }
722                 if (vma->vm_end != vmend) {
723                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmend, 0);
724                         if (err)
725                                 goto out;
726                 }
727  replace:
728                 err = vma_replace_policy(vma, new_pol);
729                 if (err)
730                         goto out;
731         }
732
733  out:
734         return err;
735 }
736
737 /* Set the process memory policy */
738 static long do_set_mempolicy(unsigned short mode, unsigned short flags,
739                              nodemask_t *nodes)
740 {
741         struct mempolicy *new, *old;
742         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
743         int ret;
744
745         if (!scratch)
746                 return -ENOMEM;
747
748         new = mpol_new(mode, flags, nodes);
749         if (IS_ERR(new)) {
750                 ret = PTR_ERR(new);
751                 goto out;
752         }
753
754         task_lock(current);
755         ret = mpol_set_nodemask(new, nodes, scratch);
756         if (ret) {
757                 task_unlock(current);
758                 mpol_put(new);
759                 goto out;
760         }
761         old = current->mempolicy;
762         current->mempolicy = new;
763         if (new && new->mode == MPOL_INTERLEAVE)
764                 current->il_prev = MAX_NUMNODES-1;
765         task_unlock(current);
766         mpol_put(old);
767         ret = 0;
768 out:
769         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
770         return ret;
771 }
772
773 /*
774  * Return nodemask for policy for get_mempolicy() query
775  *
776  * Called with task's alloc_lock held
777  */
778 static void get_policy_nodemask(struct mempolicy *p, nodemask_t *nodes)
779 {
780         nodes_clear(*nodes);
781         if (p == &default_policy)
782                 return;
783
784         switch (p->mode) {
785         case MPOL_BIND:
786                 /* Fall through */
787         case MPOL_INTERLEAVE:
788                 *nodes = p->v.nodes;
789                 break;
790         case MPOL_PREFERRED:
791                 if (!(p->flags & MPOL_F_LOCAL))
792                         node_set(p->v.preferred_node, *nodes);
793                 /* else return empty node mask for local allocation */
794                 break;
795         default:
796                 BUG();
797         }
798 }
799
800 static int lookup_node(unsigned long addr)
801 {
802         struct page *p;
803         int err;
804
805         err = get_user_pages(addr & PAGE_MASK, 1, 0, &p, NULL);
806         if (err >= 0) {
807                 err = page_to_nid(p);
808                 put_page(p);
809         }
810         return err;
811 }
812
813 /* Retrieve NUMA policy */
814 static long do_get_mempolicy(int *policy, nodemask_t *nmask,
815                              unsigned long addr, unsigned long flags)
816 {
817         int err;
818         struct mm_struct *mm = current->mm;
819         struct vm_area_struct *vma = NULL;
820         struct mempolicy *pol = current->mempolicy;
821
822         if (flags &
823                 ~(unsigned long)(MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR|MPOL_F_MEMS_ALLOWED))
824                 return -EINVAL;
825
826         if (flags & MPOL_F_MEMS_ALLOWED) {
827                 if (flags & (MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR))
828                         return -EINVAL;
829                 *policy = 0;    /* just so it's initialized */
830                 task_lock(current);
831                 *nmask  = cpuset_current_mems_allowed;
832                 task_unlock(current);
833                 return 0;
834         }
835
836         if (flags & MPOL_F_ADDR) {
837                 /*
838                  * Do NOT fall back to task policy if the
839                  * vma/shared policy at addr is NULL.  We
840                  * want to return MPOL_DEFAULT in this case.
841                  */
842                 down_read(&mm->mmap_sem);
843                 vma = find_vma_intersection(mm, addr, addr+1);
844                 if (!vma) {
845                         up_read(&mm->mmap_sem);
846                         return -EFAULT;
847                 }
848                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy)
849                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
850                 else
851                         pol = vma->vm_policy;
852         } else if (addr)
853                 return -EINVAL;
854
855         if (!pol)
856                 pol = &default_policy;  /* indicates default behavior */
857
858         if (flags & MPOL_F_NODE) {
859                 if (flags & MPOL_F_ADDR) {
860                         err = lookup_node(addr);
861                         if (err < 0)
862                                 goto out;
863                         *policy = err;
864                 } else if (pol == current->mempolicy &&
865                                 pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
866                         *policy = next_node_in(current->il_prev, pol->v.nodes);
867                 } else {
868                         err = -EINVAL;
869                         goto out;
870                 }
871         } else {
872                 *policy = pol == &default_policy ? MPOL_DEFAULT :
873                                                 pol->mode;
874                 /*
875                  * Internal mempolicy flags must be masked off before exposing
876                  * the policy to userspace.
877                  */
878                 *policy |= (pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS);
879         }
880
881         err = 0;
882         if (nmask) {
883                 if (mpol_store_user_nodemask(pol)) {
884                         *nmask = pol->w.user_nodemask;
885                 } else {
886                         task_lock(current);
887                         get_policy_nodemask(pol, nmask);
888                         task_unlock(current);
889                 }
890         }
891
892  out:
893         mpol_cond_put(pol);
894         if (vma)
895                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
896         return err;
897 }
898
899 #ifdef CONFIG_MIGRATION
900 /*
901  * page migration, thp tail pages can be passed.
902  */
903 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
904                                 unsigned long flags)
905 {
906         struct page *head = compound_head(page);
907         /*
908          * Avoid migrating a page that is shared with others.
909          */
910         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) || page_mapcount(head) == 1) {
911                 if (!isolate_lru_page(head)) {
912                         list_add_tail(&head->lru, pagelist);
913                         mod_node_page_state(page_pgdat(head),
914                                 NR_ISOLATED_ANON + page_is_file_cache(head),
915                                 hpage_nr_pages(head));
916                 }
917         }
918 }
919
920 /* page allocation callback for NUMA node migration */
921 struct page *alloc_new_node_page(struct page *page, unsigned long node)
922 {
923         if (PageHuge(page))
924                 return alloc_huge_page_node(page_hstate(compound_head(page)),
925                                         node);
926         else if (PageTransHuge(page)) {
927                 struct page *thp;
928
929                 thp = alloc_pages_node(node,
930                         (GFP_TRANSHUGE | __GFP_THISNODE),
931                         HPAGE_PMD_ORDER);
932                 if (!thp)
933                         return NULL;
934                 prep_transhuge_page(thp);
935                 return thp;
936         } else
937                 return __alloc_pages_node(node, GFP_HIGHUSER_MOVABLE |
938                                                     __GFP_THISNODE, 0);
939 }
940
941 /*
942  * Migrate pages from one node to a target node.
943  * Returns error or the number of pages not migrated.
944  */
945 static int migrate_to_node(struct mm_struct *mm, int source, int dest,
946                            int flags)
947 {
948         nodemask_t nmask;
949         LIST_HEAD(pagelist);
950         int err = 0;
951
952         nodes_clear(nmask);
953         node_set(source, nmask);
954
955         /*
956          * This does not "check" the range but isolates all pages that
957          * need migration.  Between passing in the full user address
958          * space range and MPOL_MF_DISCONTIG_OK, this call can not fail.
959          */
960         VM_BUG_ON(!(flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)));
961         queue_pages_range(mm, mm->mmap->vm_start, mm->task_size, &nmask,
962                         flags | MPOL_MF_DISCONTIG_OK, &pagelist);
963
964         if (!list_empty(&pagelist)) {
965                 err = migrate_pages(&pagelist, alloc_new_node_page, NULL, dest,
966                                         MIGRATE_SYNC, MR_SYSCALL);
967                 if (err)
968                         putback_movable_pages(&pagelist);
969         }
970
971         return err;
972 }
973
974 /*
975  * Move pages between the two nodesets so as to preserve the physical
976  * layout as much as possible.
977  *
978  * Returns the number of page that could not be moved.
979  */
980 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
981                      const nodemask_t *to, int flags)
982 {
983         int busy = 0;
984         int err;
985         nodemask_t tmp;
986
987         err = migrate_prep();
988         if (err)
989                 return err;
990
991         down_read(&mm->mmap_sem);
992
993         /*
994          * Find a 'source' bit set in 'tmp' whose corresponding 'dest'
995          * bit in 'to' is not also set in 'tmp'.  Clear the found 'source'
996          * bit in 'tmp', and return that <source, dest> pair for migration.
997          * The pair of nodemasks 'to' and 'from' define the map.
998          *
999          * If no pair of bits is found that way, fallback to picking some
1000          * pair of 'source' and 'dest' bits that are not the same.  If the
1001          * 'source' and 'dest' bits are the same, this represents a node
1002          * that will be migrating to itself, so no pages need move.
1003          *
1004          * If no bits are left in 'tmp', or if all remaining bits left
1005          * in 'tmp' correspond to the same bit in 'to', return false
1006          * (nothing left to migrate).
1007          *
1008          * This lets us pick a pair of nodes to migrate between, such that
1009          * if possible the dest node is not already occupied by some other
1010          * source node, minimizing the risk of overloading the memory on a
1011          * node that would happen if we migrated incoming memory to a node
1012          * before migrating outgoing memory source that same node.
1013          *
1014          * A single scan of tmp is sufficient.  As we go, we remember the
1015          * most recent <s, d> pair that moved (s != d).  If we find a pair
1016          * that not only moved, but what's better, moved to an empty slot
1017          * (d is not set in tmp), then we break out then, with that pair.
1018          * Otherwise when we finish scanning from_tmp, we at least have the
1019          * most recent <s, d> pair that moved.  If we get all the way through
1020          * the scan of tmp without finding any node that moved, much less
1021          * moved to an empty node, then there is nothing left worth migrating.
1022          */
1023
1024         tmp = *from;
1025         while (!nodes_empty(tmp)) {
1026                 int s,d;
1027                 int source = NUMA_NO_NODE;
1028                 int dest = 0;
1029
1030                 for_each_node_mask(s, tmp) {
1031
1032                         /*
1033                          * do_migrate_pages() tries to maintain the relative
1034                          * node relationship of the pages established between
1035                          * threads and memory areas.
1036                          *
1037                          * However if the number of source nodes is not equal to
1038                          * the number of destination nodes we can not preserve
1039                          * this node relative relationship.  In that case, skip
1040                          * copying memory from a node that is in the destination
1041                          * mask.
1042                          *
1043                          * Example: [2,3,4] -> [3,4,5] moves everything.
1044                          *          [0-7] - > [3,4,5] moves only 0,1,2,6,7.
1045                          */
1046
1047                         if ((nodes_weight(*from) != nodes_weight(*to)) &&
1048                                                 (node_isset(s, *to)))
1049                                 continue;
1050
1051                         d = node_remap(s, *from, *to);
1052                         if (s == d)
1053                                 continue;
1054
1055                         source = s;     /* Node moved. Memorize */
1056                         dest = d;
1057
1058                         /* dest not in remaining from nodes? */
1059                         if (!node_isset(dest, tmp))
1060                                 break;
1061                 }
1062                 if (source == NUMA_NO_NODE)
1063                         break;
1064
1065                 node_clear(source, tmp);
1066                 err = migrate_to_node(mm, source, dest, flags);
1067                 if (err > 0)
1068                         busy += err;
1069                 if (err < 0)
1070                         break;
1071         }
1072         up_read(&mm->mmap_sem);
1073         if (err < 0)
1074                 return err;
1075         return busy;
1076
1077 }
1078
1079 /*
1080  * Allocate a new page for page migration based on vma policy.
1081  * Start by assuming the page is mapped by the same vma as contains @start.
1082  * Search forward from there, if not.  N.B., this assumes that the
1083  * list of pages handed to migrate_pages()--which is how we get here--
1084  * is in virtual address order.
1085  */
1086 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start)
1087 {
1088         struct vm_area_struct *vma;
1089         unsigned long uninitialized_var(address);
1090
1091         vma = find_vma(current->mm, start);
1092         while (vma) {
1093                 address = page_address_in_vma(page, vma);
1094                 if (address != -EFAULT)
1095                         break;
1096                 vma = vma->vm_next;
1097         }
1098
1099         if (PageHuge(page)) {
1100                 return alloc_huge_page_vma(page_hstate(compound_head(page)),
1101                                 vma, address);
1102         } else if (PageTransHuge(page)) {
1103                 struct page *thp;
1104
1105                 thp = alloc_hugepage_vma(GFP_TRANSHUGE, vma, address,
1106                                          HPAGE_PMD_ORDER);
1107                 if (!thp)
1108                         return NULL;
1109                 prep_transhuge_page(thp);
1110                 return thp;
1111         }
1112         /*
1113          * if !vma, alloc_page_vma() will use task or system default policy
1114          */
1115         return alloc_page_vma(GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_RETRY_MAYFAIL,
1116                         vma, address);
1117 }
1118 #else
1119
1120 static void migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1121                                 unsigned long flags)
1122 {
1123 }
1124
1125 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1126                      const nodemask_t *to, int flags)
1127 {
1128         return -ENOSYS;
1129 }
1130
1131 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start)
1132 {
1133         return NULL;
1134 }
1135 #endif
1136
1137 static long do_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1138                      unsigned short mode, unsigned short mode_flags,
1139                      nodemask_t *nmask, unsigned long flags)
1140 {
1141         struct mm_struct *mm = current->mm;
1142         struct mempolicy *new;
1143         unsigned long end;
1144         int err;
1145         LIST_HEAD(pagelist);
1146
1147         if (flags & ~(unsigned long)MPOL_MF_VALID)
1148                 return -EINVAL;
1149         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1150                 return -EPERM;
1151
1152         if (start & ~PAGE_MASK)
1153                 return -EINVAL;
1154
1155         if (mode == MPOL_DEFAULT)
1156                 flags &= ~MPOL_MF_STRICT;
1157
1158         len = (len + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
1159         end = start + len;
1160
1161         if (end < start)
1162                 return -EINVAL;
1163         if (end == start)
1164                 return 0;
1165
1166         new = mpol_new(mode, mode_flags, nmask);
1167         if (IS_ERR(new))
1168                 return PTR_ERR(new);
1169
1170         if (flags & MPOL_MF_LAZY)
1171                 new->flags |= MPOL_F_MOF;
1172
1173         /*
1174          * If we are using the default policy then operation
1175          * on discontinuous address spaces is okay after all
1176          */
1177         if (!new)
1178                 flags |= MPOL_MF_DISCONTIG_OK;
1179
1180         pr_debug("mbind %lx-%lx mode:%d flags:%d nodes:%lx\n",
1181                  start, start + len, mode, mode_flags,
1182                  nmask ? nodes_addr(*nmask)[0] : NUMA_NO_NODE);
1183
1184         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
1185
1186                 err = migrate_prep();
1187                 if (err)
1188                         goto mpol_out;
1189         }
1190         {
1191                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1192                 if (scratch) {
1193                         down_write(&mm->mmap_sem);
1194                         task_lock(current);
1195                         err = mpol_set_nodemask(new, nmask, scratch);
1196                         task_unlock(current);
1197                         if (err)
1198                                 up_write(&mm->mmap_sem);
1199                 } else
1200                         err = -ENOMEM;
1201                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1202         }
1203         if (err)
1204                 goto mpol_out;
1205
1206         err = queue_pages_range(mm, start, end, nmask,
1207                           flags | MPOL_MF_INVERT, &pagelist);
1208         if (!err)
1209                 err = mbind_range(mm, start, end, new);
1210
1211         if (!err) {
1212                 int nr_failed = 0;
1213
1214                 if (!list_empty(&pagelist)) {
1215                         WARN_ON_ONCE(flags & MPOL_MF_LAZY);
1216                         nr_failed = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL,
1217                                 start, MIGRATE_SYNC, MR_MEMPOLICY_MBIND);
1218                         if (nr_failed)
1219                                 putback_movable_pages(&pagelist);
1220                 }
1221
1222                 if (nr_failed && (flags & MPOL_MF_STRICT))
1223                         err = -EIO;
1224         } else
1225                 putback_movable_pages(&pagelist);
1226
1227         up_write(&mm->mmap_sem);
1228  mpol_out:
1229         mpol_put(new);
1230         return err;
1231 }
1232
1233 /*
1234  * User space interface with variable sized bitmaps for nodelists.
1235  */
1236
1237 /* Copy a node mask from user space. */
1238 static int get_nodes(nodemask_t *nodes, const unsigned long __user *nmask,
1239                      unsigned long maxnode)
1240 {
1241         unsigned long k;
1242         unsigned long t;
1243         unsigned long nlongs;
1244         unsigned long endmask;
1245
1246         --maxnode;
1247         nodes_clear(*nodes);
1248         if (maxnode == 0 || !nmask)
1249                 return 0;
1250         if (maxnode > PAGE_SIZE*BITS_PER_BYTE)
1251                 return -EINVAL;
1252
1253         nlongs = BITS_TO_LONGS(maxnode);
1254         if ((maxnode % BITS_PER_LONG) == 0)
1255                 endmask = ~0UL;
1256         else
1257                 endmask = (1UL << (maxnode % BITS_PER_LONG)) - 1;
1258
1259         /*
1260          * When the user specified more nodes than supported just check
1261          * if the non supported part is all zero.
1262          *
1263          * If maxnode have more longs than MAX_NUMNODES, check
1264          * the bits in that area first. And then go through to
1265          * check the rest bits which equal or bigger than MAX_NUMNODES.
1266          * Otherwise, just check bits [MAX_NUMNODES, maxnode).
1267          */
1268         if (nlongs > BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES)) {
1269                 for (k = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES); k < nlongs; k++) {
1270                         if (get_user(t, nmask + k))
1271                                 return -EFAULT;
1272                         if (k == nlongs - 1) {
1273                                 if (t & endmask)
1274                                         return -EINVAL;
1275                         } else if (t)
1276                                 return -EINVAL;
1277                 }
1278                 nlongs = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES);
1279                 endmask = ~0UL;
1280         }
1281
1282         if (maxnode > MAX_NUMNODES && MAX_NUMNODES % BITS_PER_LONG != 0) {
1283                 unsigned long valid_mask = endmask;
1284
1285                 valid_mask &= ~((1UL << (MAX_NUMNODES % BITS_PER_LONG)) - 1);
1286                 if (get_user(t, nmask + nlongs - 1))
1287                         return -EFAULT;
1288                 if (t & valid_mask)
1289                         return -EINVAL;
1290         }
1291
1292         if (copy_from_user(nodes_addr(*nodes), nmask, nlongs*sizeof(unsigned long)))
1293                 return -EFAULT;
1294         nodes_addr(*nodes)[nlongs-1] &= endmask;
1295         return 0;
1296 }
1297
1298 /* Copy a kernel node mask to user space */
1299 static int copy_nodes_to_user(unsigned long __user *mask, unsigned long maxnode,
1300                               nodemask_t *nodes)
1301 {
1302         unsigned long copy = ALIGN(maxnode-1, 64) / 8;
1303         const int nbytes = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES) * sizeof(long);
1304
1305         if (copy > nbytes) {
1306                 if (copy > PAGE_SIZE)
1307                         return -EINVAL;
1308                 if (clear_user((char __user *)mask + nbytes, copy - nbytes))
1309                         return -EFAULT;
1310                 copy = nbytes;
1311         }
1312         return copy_to_user(mask, nodes_addr(*nodes), copy) ? -EFAULT : 0;
1313 }
1314
1315 static long kernel_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1316                          unsigned long mode, const unsigned long __user *nmask,
1317                          unsigned long maxnode, unsigned int flags)
1318 {
1319         nodemask_t nodes;
1320         int err;
1321         unsigned short mode_flags;
1322
1323         mode_flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1324         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1325         if (mode >= MPOL_MAX)
1326                 return -EINVAL;
1327         if ((mode_flags & MPOL_F_STATIC_NODES) &&
1328             (mode_flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1329                 return -EINVAL;
1330         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1331         if (err)
1332                 return err;
1333         return do_mbind(start, len, mode, mode_flags, &nodes, flags);
1334 }
1335
1336 SYSCALL_DEFINE6(mbind, unsigned long, start, unsigned long, len,
1337                 unsigned long, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1338                 unsigned long, maxnode, unsigned int, flags)
1339 {
1340         return kernel_mbind(start, len, mode, nmask, maxnode, flags);
1341 }
1342
1343 /* Set the process memory policy */
1344 static long kernel_set_mempolicy(int mode, const unsigned long __user *nmask,
1345                                  unsigned long maxnode)
1346 {
1347         int err;
1348         nodemask_t nodes;
1349         unsigned short flags;
1350
1351         flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1352         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1353         if ((unsigned int)mode >= MPOL_MAX)
1354                 return -EINVAL;
1355         if ((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) && (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1356                 return -EINVAL;
1357         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1358         if (err)
1359                 return err;
1360         return do_set_mempolicy(mode, flags, &nodes);
1361 }
1362
1363 SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1364                 unsigned long, maxnode)
1365 {
1366         return kernel_set_mempolicy(mode, nmask, maxnode);
1367 }
1368
1369 static int kernel_migrate_pages(pid_t pid, unsigned long maxnode,
1370                                 const unsigned long __user *old_nodes,
1371                                 const unsigned long __user *new_nodes)
1372 {
1373         struct mm_struct *mm = NULL;
1374         struct task_struct *task;
1375         nodemask_t task_nodes;
1376         int err;
1377         nodemask_t *old;
1378         nodemask_t *new;
1379         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1380
1381         if (!scratch)
1382                 return -ENOMEM;
1383
1384         old = &scratch->mask1;
1385         new = &scratch->mask2;
1386
1387         err = get_nodes(old, old_nodes, maxnode);
1388         if (err)
1389                 goto out;
1390
1391         err = get_nodes(new, new_nodes, maxnode);
1392         if (err)
1393                 goto out;
1394
1395         /* Find the mm_struct */
1396         rcu_read_lock();
1397         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1398         if (!task) {
1399                 rcu_read_unlock();
1400                 err = -ESRCH;
1401                 goto out;
1402         }
1403         get_task_struct(task);
1404
1405         err = -EINVAL;
1406
1407         /*
1408          * Check if this process has the right to modify the specified process.
1409          * Use the regular "ptrace_may_access()" checks.
1410          */
1411         if (!ptrace_may_access(task, PTRACE_MODE_READ_REALCREDS)) {
1412                 rcu_read_unlock();
1413                 err = -EPERM;
1414                 goto out_put;
1415         }
1416         rcu_read_unlock();
1417
1418         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1419         /* Is the user allowed to access the target nodes? */
1420         if (!nodes_subset(*new, task_nodes) && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1421                 err = -EPERM;
1422                 goto out_put;
1423         }
1424
1425         task_nodes = cpuset_mems_allowed(current);
1426         nodes_and(*new, *new, task_nodes);
1427         if (nodes_empty(*new))
1428                 goto out_put;
1429
1430         nodes_and(*new, *new, node_states[N_MEMORY]);
1431         if (nodes_empty(*new))
1432                 goto out_put;
1433
1434         err = security_task_movememory(task);
1435         if (err)
1436                 goto out_put;
1437
1438         mm = get_task_mm(task);
1439         put_task_struct(task);
1440
1441         if (!mm) {
1442                 err = -EINVAL;
1443                 goto out;
1444         }
1445
1446         err = do_migrate_pages(mm, old, new,
1447                 capable(CAP_SYS_NICE) ? MPOL_MF_MOVE_ALL : MPOL_MF_MOVE);
1448
1449         mmput(mm);
1450 out:
1451         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1452
1453         return err;
1454
1455 out_put:
1456         put_task_struct(task);
1457         goto out;
1458
1459 }
1460
1461 SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, pid_t, pid, unsigned long, maxnode,
1462                 const unsigned long __user *, old_nodes,
1463                 const unsigned long __user *, new_nodes)
1464 {
1465         return kernel_migrate_pages(pid, maxnode, old_nodes, new_nodes);
1466 }
1467
1468
1469 /* Retrieve NUMA policy */
1470 static int kernel_get_mempolicy(int __user *policy,
1471                                 unsigned long __user *nmask,
1472                                 unsigned long maxnode,
1473                                 unsigned long addr,
1474                                 unsigned long flags)
1475 {
1476         int err;
1477         int uninitialized_var(pval);
1478         nodemask_t nodes;
1479
1480         if (nmask != NULL && maxnode < MAX_NUMNODES)
1481                 return -EINVAL;
1482
1483         err = do_get_mempolicy(&pval, &nodes, addr, flags);
1484
1485         if (err)
1486                 return err;
1487
1488         if (policy && put_user(pval, policy))
1489                 return -EFAULT;
1490
1491         if (nmask)
1492                 err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, &nodes);
1493
1494         return err;
1495 }
1496
1497 SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1498                 unsigned long __user *, nmask, unsigned long, maxnode,
1499                 unsigned long, addr, unsigned long, flags)
1500 {
1501         return kernel_get_mempolicy(policy, nmask, maxnode, addr, flags);
1502 }
1503
1504 #ifdef CONFIG_COMPAT
1505
1506 COMPAT_SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1507                        compat_ulong_t __user *, nmask,
1508                        compat_ulong_t, maxnode,
1509                        compat_ulong_t, addr, compat_ulong_t, flags)
1510 {
1511         long err;
1512         unsigned long __user *nm = NULL;
1513         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1514         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1515
1516         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1517         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1518
1519         if (nmask)
1520                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1521
1522         err = kernel_get_mempolicy(policy, nm, nr_bits+1, addr, flags);
1523
1524         if (!err && nmask) {
1525                 unsigned long copy_size;
1526                 copy_size = min_t(unsigned long, sizeof(bm), alloc_size);
1527                 err = copy_from_user(bm, nm, copy_size);
1528                 /* ensure entire bitmap is zeroed */
1529                 err |= clear_user(nmask, ALIGN(maxnode-1, 8) / 8);
1530                 err |= compat_put_bitmap(nmask, bm, nr_bits);
1531         }
1532
1533         return err;
1534 }
1535
1536 COMPAT_SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, compat_ulong_t __user *, nmask,
1537                        compat_ulong_t, maxnode)
1538 {
1539         unsigned long __user *nm = NULL;
1540         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1541         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1542
1543         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1544         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1545
1546         if (nmask) {
1547                 if (compat_get_bitmap(bm, nmask, nr_bits))
1548                         return -EFAULT;
1549                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1550                 if (copy_to_user(nm, bm, alloc_size))
1551                         return -EFAULT;
1552         }
1553
1554         return kernel_set_mempolicy(mode, nm, nr_bits+1);
1555 }
1556
1557 COMPAT_SYSCALL_DEFINE6(mbind, compat_ulong_t, start, compat_ulong_t, len,
1558                        compat_ulong_t, mode, compat_ulong_t __user *, nmask,
1559                        compat_ulong_t, maxnode, compat_ulong_t, flags)
1560 {
1561         unsigned long __user *nm = NULL;
1562         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1563         nodemask_t bm;
1564
1565         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1566         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1567
1568         if (nmask) {
1569                 if (compat_get_bitmap(nodes_addr(bm), nmask, nr_bits))
1570                         return -EFAULT;
1571                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1572                 if (copy_to_user(nm, nodes_addr(bm), alloc_size))
1573                         return -EFAULT;
1574         }
1575
1576         return kernel_mbind(start, len, mode, nm, nr_bits+1, flags);
1577 }
1578
1579 COMPAT_SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, compat_pid_t, pid,
1580                        compat_ulong_t, maxnode,
1581                        const compat_ulong_t __user *, old_nodes,
1582                        const compat_ulong_t __user *, new_nodes)
1583 {
1584         unsigned long __user *old = NULL;
1585         unsigned long __user *new = NULL;
1586         nodemask_t tmp_mask;
1587         unsigned long nr_bits;
1588         unsigned long size;
1589
1590         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode - 1, MAX_NUMNODES);
1591         size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1592         if (old_nodes) {
1593                 if (compat_get_bitmap(nodes_addr(tmp_mask), old_nodes, nr_bits))
1594                         return -EFAULT;
1595                 old = compat_alloc_user_space(new_nodes ? size * 2 : size);
1596                 if (new_nodes)
1597                         new = old + size / sizeof(unsigned long);
1598                 if (copy_to_user(old, nodes_addr(tmp_mask), size))
1599                         return -EFAULT;
1600         }
1601         if (new_nodes) {
1602                 if (compat_get_bitmap(nodes_addr(tmp_mask), new_nodes, nr_bits))
1603                         return -EFAULT;
1604                 if (new == NULL)
1605                         new = compat_alloc_user_space(size);
1606                 if (copy_to_user(new, nodes_addr(tmp_mask), size))
1607                         return -EFAULT;
1608         }
1609         return kernel_migrate_pages(pid, nr_bits + 1, old, new);
1610 }
1611
1612 #endif /* CONFIG_COMPAT */
1613
1614 struct mempolicy *__get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1615                                                 unsigned long addr)
1616 {
1617         struct mempolicy *pol = NULL;
1618
1619         if (vma) {
1620                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1621                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
1622                 } else if (vma->vm_policy) {
1623                         pol = vma->vm_policy;
1624
1625                         /*
1626                          * shmem_alloc_page() passes MPOL_F_SHARED policy with
1627                          * a pseudo vma whose vma->vm_ops=NULL. Take a reference
1628                          * count on these policies which will be dropped by
1629                          * mpol_cond_put() later
1630                          */
1631                         if (mpol_needs_cond_ref(pol))
1632                                 mpol_get(pol);
1633                 }
1634         }
1635
1636         return pol;
1637 }
1638
1639 /*
1640  * get_vma_policy(@vma, @addr)
1641  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
1642  * @addr: address in @vma for shared policy lookup
1643  *
1644  * Returns effective policy for a VMA at specified address.
1645  * Falls back to current->mempolicy or system default policy, as necessary.
1646  * Shared policies [those marked as MPOL_F_SHARED] require an extra reference
1647  * count--added by the get_policy() vm_op, as appropriate--to protect against
1648  * freeing by another task.  It is the caller's responsibility to free the
1649  * extra reference for shared policies.
1650  */
1651 static struct mempolicy *get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1652                                                 unsigned long addr)
1653 {
1654         struct mempolicy *pol = __get_vma_policy(vma, addr);
1655
1656         if (!pol)
1657                 pol = get_task_policy(current);
1658
1659         return pol;
1660 }
1661
1662 bool vma_policy_mof(struct vm_area_struct *vma)
1663 {
1664         struct mempolicy *pol;
1665
1666         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1667                 bool ret = false;
1668
1669                 pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, vma->vm_start);
1670                 if (pol && (pol->flags & MPOL_F_MOF))
1671                         ret = true;
1672                 mpol_cond_put(pol);
1673
1674                 return ret;
1675         }
1676
1677         pol = vma->vm_policy;
1678         if (!pol)
1679                 pol = get_task_policy(current);
1680
1681         return pol->flags & MPOL_F_MOF;
1682 }
1683
1684 static int apply_policy_zone(struct mempolicy *policy, enum zone_type zone)
1685 {
1686         enum zone_type dynamic_policy_zone = policy_zone;
1687
1688         BUG_ON(dynamic_policy_zone == ZONE_MOVABLE);
1689
1690         /*
1691          * if policy->v.nodes has movable memory only,
1692          * we apply policy when gfp_zone(gfp) = ZONE_MOVABLE only.
1693          *
1694          * policy->v.nodes is intersect with node_states[N_MEMORY].
1695          * so if the following test faile, it implies
1696          * policy->v.nodes has movable memory only.
1697          */
1698         if (!nodes_intersects(policy->v.nodes, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
1699                 dynamic_policy_zone = ZONE_MOVABLE;
1700
1701         return zone >= dynamic_policy_zone;
1702 }
1703
1704 /*
1705  * Return a nodemask representing a mempolicy for filtering nodes for
1706  * page allocation
1707  */
1708 static nodemask_t *policy_nodemask(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1709 {
1710         /* Lower zones don't get a nodemask applied for MPOL_BIND */
1711         if (unlikely(policy->mode == MPOL_BIND) &&
1712                         apply_policy_zone(policy, gfp_zone(gfp)) &&
1713                         cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(&policy->v.nodes))
1714                 return &policy->v.nodes;
1715
1716         return NULL;
1717 }
1718
1719 /* Return the node id preferred by the given mempolicy, or the given id */
1720 static int policy_node(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy,
1721                                                                 int nd)
1722 {
1723         if (policy->mode == MPOL_PREFERRED && !(policy->flags & MPOL_F_LOCAL))
1724                 nd = policy->v.preferred_node;
1725         else {
1726                 /*
1727                  * __GFP_THISNODE shouldn't even be used with the bind policy
1728                  * because we might easily break the expectation to stay on the
1729                  * requested node and not break the policy.
1730                  */
1731                 WARN_ON_ONCE(policy->mode == MPOL_BIND && (gfp & __GFP_THISNODE));
1732         }
1733
1734         return nd;
1735 }
1736
1737 /* Do dynamic interleaving for a process */
1738 static unsigned interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
1739 {
1740         unsigned next;
1741         struct task_struct *me = current;
1742
1743         next = next_node_in(me->il_prev, policy->v.nodes);
1744         if (next < MAX_NUMNODES)
1745                 me->il_prev = next;
1746         return next;
1747 }
1748
1749 /*
1750  * Depending on the memory policy provide a node from which to allocate the
1751  * next slab entry.
1752  */
1753 unsigned int mempolicy_slab_node(void)
1754 {
1755         struct mempolicy *policy;
1756         int node = numa_mem_id();
1757
1758         if (in_interrupt())
1759                 return node;
1760
1761         policy = current->mempolicy;
1762         if (!policy || policy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1763                 return node;
1764
1765         switch (policy->mode) {
1766         case MPOL_PREFERRED:
1767                 /*
1768                  * handled MPOL_F_LOCAL above
1769                  */
1770                 return policy->v.preferred_node;
1771
1772         case MPOL_INTERLEAVE:
1773                 return interleave_nodes(policy);
1774
1775         case MPOL_BIND: {
1776                 struct zoneref *z;
1777
1778                 /*
1779                  * Follow bind policy behavior and start allocation at the
1780                  * first node.
1781                  */
1782                 struct zonelist *zonelist;
1783                 enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(GFP_KERNEL);
1784                 zonelist = &NODE_DATA(node)->node_zonelists[ZONELIST_FALLBACK];
1785                 z = first_zones_zonelist(zonelist, highest_zoneidx,
1786                                                         &policy->v.nodes);
1787                 return z->zone ? zone_to_nid(z->zone) : node;
1788         }
1789
1790         default:
1791                 BUG();
1792         }
1793 }
1794
1795 /*
1796  * Do static interleaving for a VMA with known offset @n.  Returns the n'th
1797  * node in pol->v.nodes (starting from n=0), wrapping around if n exceeds the
1798  * number of present nodes.
1799  */
1800 static unsigned offset_il_node(struct mempolicy *pol, unsigned long n)
1801 {
1802         unsigned nnodes = nodes_weight(pol->v.nodes);
1803         unsigned target;
1804         int i;
1805         int nid;
1806
1807         if (!nnodes)
1808                 return numa_node_id();
1809         target = (unsigned int)n % nnodes;
1810         nid = first_node(pol->v.nodes);
1811         for (i = 0; i < target; i++)
1812                 nid = next_node(nid, pol->v.nodes);
1813         return nid;
1814 }
1815
1816 /* Determine a node number for interleave */
1817 static inline unsigned interleave_nid(struct mempolicy *pol,
1818                  struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, int shift)
1819 {
1820         if (vma) {
1821                 unsigned long off;
1822
1823                 /*
1824                  * for small pages, there is no difference between
1825                  * shift and PAGE_SHIFT, so the bit-shift is safe.
1826                  * for huge pages, since vm_pgoff is in units of small
1827                  * pages, we need to shift off the always 0 bits to get
1828                  * a useful offset.
1829                  */
1830                 BUG_ON(shift < PAGE_SHIFT);
1831                 off = vma->vm_pgoff >> (shift - PAGE_SHIFT);
1832                 off += (addr - vma->vm_start) >> shift;
1833                 return offset_il_node(pol, off);
1834         } else
1835                 return interleave_nodes(pol);
1836 }
1837
1838 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
1839 /*
1840  * huge_node(@vma, @addr, @gfp_flags, @mpol)
1841  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
1842  * @addr: address in @vma for shared policy lookup and interleave policy
1843  * @gfp_flags: for requested zone
1844  * @mpol: pointer to mempolicy pointer for reference counted mempolicy
1845  * @nodemask: pointer to nodemask pointer for MPOL_BIND nodemask
1846  *
1847  * Returns a nid suitable for a huge page allocation and a pointer
1848  * to the struct mempolicy for conditional unref after allocation.
1849  * If the effective policy is 'BIND, returns a pointer to the mempolicy's
1850  * @nodemask for filtering the zonelist.
1851  *
1852  * Must be protected by read_mems_allowed_begin()
1853  */
1854 int huge_node(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, gfp_t gfp_flags,
1855                                 struct mempolicy **mpol, nodemask_t **nodemask)
1856 {
1857         int nid;
1858
1859         *mpol = get_vma_policy(vma, addr);
1860         *nodemask = NULL;       /* assume !MPOL_BIND */
1861
1862         if (unlikely((*mpol)->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
1863                 nid = interleave_nid(*mpol, vma, addr,
1864                                         huge_page_shift(hstate_vma(vma)));
1865         } else {
1866                 nid = policy_node(gfp_flags, *mpol, numa_node_id());
1867                 if ((*mpol)->mode == MPOL_BIND)
1868                         *nodemask = &(*mpol)->v.nodes;
1869         }
1870         return nid;
1871 }
1872
1873 /*
1874  * init_nodemask_of_mempolicy
1875  *
1876  * If the current task's mempolicy is "default" [NULL], return 'false'
1877  * to indicate default policy.  Otherwise, extract the policy nodemask
1878  * for 'bind' or 'interleave' policy into the argument nodemask, or
1879  * initialize the argument nodemask to contain the single node for
1880  * 'preferred' or 'local' policy and return 'true' to indicate presence
1881  * of non-default mempolicy.
1882  *
1883  * We don't bother with reference counting the mempolicy [mpol_get/put]
1884  * because the current task is examining it's own mempolicy and a task's
1885  * mempolicy is only ever changed by the task itself.
1886  *
1887  * N.B., it is the caller's responsibility to free a returned nodemask.
1888  */
1889 bool init_nodemask_of_mempolicy(nodemask_t *mask)
1890 {
1891         struct mempolicy *mempolicy;
1892         int nid;
1893
1894         if (!(mask && current->mempolicy))
1895                 return false;
1896
1897         task_lock(current);
1898         mempolicy = current->mempolicy;
1899         switch (mempolicy->mode) {
1900         case MPOL_PREFERRED:
1901                 if (mempolicy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1902                         nid = numa_node_id();
1903                 else
1904                         nid = mempolicy->v.preferred_node;
1905                 init_nodemask_of_node(mask, nid);
1906                 break;
1907
1908         case MPOL_BIND:
1909                 /* Fall through */
1910         case MPOL_INTERLEAVE:
1911                 *mask =  mempolicy->v.nodes;
1912                 break;
1913
1914         default:
1915                 BUG();
1916         }
1917         task_unlock(current);
1918
1919         return true;
1920 }
1921 #endif
1922
1923 /*
1924  * mempolicy_nodemask_intersects
1925  *
1926  * If tsk's mempolicy is "default" [NULL], return 'true' to indicate default
1927  * policy.  Otherwise, check for intersection between mask and the policy
1928  * nodemask for 'bind' or 'interleave' policy.  For 'perferred' or 'local'
1929  * policy, always return true since it may allocate elsewhere on fallback.
1930  *
1931  * Takes task_lock(tsk) to prevent freeing of its mempolicy.
1932  */
1933 bool mempolicy_nodemask_intersects(struct task_struct *tsk,
1934                                         const nodemask_t *mask)
1935 {
1936         struct mempolicy *mempolicy;
1937         bool ret = true;
1938
1939         if (!mask)
1940                 return ret;
1941         task_lock(tsk);
1942         mempolicy = tsk->mempolicy;
1943         if (!mempolicy)
1944                 goto out;
1945
1946         switch (mempolicy->mode) {
1947         case MPOL_PREFERRED:
1948                 /*
1949                  * MPOL_PREFERRED and MPOL_F_LOCAL are only preferred nodes to
1950                  * allocate from, they may fallback to other nodes when oom.
1951                  * Thus, it's possible for tsk to have allocated memory from
1952                  * nodes in mask.
1953                  */
1954                 break;
1955         case MPOL_BIND:
1956         case MPOL_INTERLEAVE:
1957                 ret = nodes_intersects(mempolicy->v.nodes, *mask);
1958                 break;
1959         default:
1960                 BUG();
1961         }
1962 out:
1963         task_unlock(tsk);
1964         return ret;
1965 }
1966
1967 /* Allocate a page in interleaved policy.
1968    Own path because it needs to do special accounting. */
1969 static struct page *alloc_page_interleave(gfp_t gfp, unsigned order,
1970                                         unsigned nid)
1971 {
1972         struct page *page;
1973
1974         page = __alloc_pages(gfp, order, nid);
1975         /* skip NUMA_INTERLEAVE_HIT counter update if numa stats is disabled */
1976         if (!static_branch_likely(&vm_numa_stat_key))
1977                 return page;
1978         if (page && page_to_nid(page) == nid) {
1979                 preempt_disable();
1980                 __inc_numa_state(page_zone(page), NUMA_INTERLEAVE_HIT);
1981                 preempt_enable();
1982         }
1983         return page;
1984 }
1985
1986 /**
1987  *      alloc_pages_vma - Allocate a page for a VMA.
1988  *
1989  *      @gfp:
1990  *      %GFP_USER    user allocation.
1991  *      %GFP_KERNEL  kernel allocations,
1992  *      %GFP_HIGHMEM highmem/user allocations,
1993  *      %GFP_FS      allocation should not call back into a file system.
1994  *      %GFP_ATOMIC  don't sleep.
1995  *
1996  *      @order:Order of the GFP allocation.
1997  *      @vma:  Pointer to VMA or NULL if not available.
1998  *      @addr: Virtual Address of the allocation. Must be inside the VMA.
1999  *      @node: Which node to prefer for allocation (modulo policy).
2000  *      @hugepage: for hugepages try only the preferred node if possible
2001  *
2002  *      This function allocates a page from the kernel page pool and applies
2003  *      a NUMA policy associated with the VMA or the current process.
2004  *      When VMA is not NULL caller must hold down_read on the mmap_sem of the
2005  *      mm_struct of the VMA to prevent it from going away. Should be used for
2006  *      all allocations for pages that will be mapped into user space. Returns
2007  *      NULL when no page can be allocated.
2008  */
2009 struct page *
2010 alloc_pages_vma(gfp_t gfp, int order, struct vm_area_struct *vma,
2011                 unsigned long addr, int node, bool hugepage)
2012 {
2013         struct mempolicy *pol;
2014         struct page *page;
2015         int preferred_nid;
2016         nodemask_t *nmask;
2017
2018         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2019
2020         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
2021                 unsigned nid;
2022
2023                 nid = interleave_nid(pol, vma, addr, PAGE_SHIFT + order);
2024                 mpol_cond_put(pol);
2025                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, nid);
2026                 goto out;
2027         }
2028
2029         if (unlikely(IS_ENABLED(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) && hugepage)) {
2030                 int hpage_node = node;
2031
2032                 /*
2033                  * For hugepage allocation and non-interleave policy which
2034                  * allows the current node (or other explicitly preferred
2035                  * node) we only try to allocate from the current/preferred
2036                  * node and don't fall back to other nodes, as the cost of
2037                  * remote accesses would likely offset THP benefits.
2038                  *
2039                  * If the policy is interleave, or does not allow the current
2040                  * node in its nodemask, we allocate the standard way.
2041                  */
2042                 if (pol->mode == MPOL_PREFERRED &&
2043                                                 !(pol->flags & MPOL_F_LOCAL))
2044                         hpage_node = pol->v.preferred_node;
2045
2046                 nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2047                 if (!nmask || node_isset(hpage_node, *nmask)) {
2048                         mpol_cond_put(pol);
2049                         page = __alloc_pages_node(hpage_node,
2050                                                 gfp | __GFP_THISNODE, order);
2051                         goto out;
2052                 }
2053         }
2054
2055         nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2056         preferred_nid = policy_node(gfp, pol, node);
2057         page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order, preferred_nid, nmask);
2058         mpol_cond_put(pol);
2059 out:
2060         return page;
2061 }
2062
2063 /**
2064  *      alloc_pages_current - Allocate pages.
2065  *
2066  *      @gfp:
2067  *              %GFP_USER   user allocation,
2068  *              %GFP_KERNEL kernel allocation,
2069  *              %GFP_HIGHMEM highmem allocation,
2070  *              %GFP_FS     don't call back into a file system.
2071  *              %GFP_ATOMIC don't sleep.
2072  *      @order: Power of two of allocation size in pages. 0 is a single page.
2073  *
2074  *      Allocate a page from the kernel page pool.  When not in
2075  *      interrupt context and apply the current process NUMA policy.
2076  *      Returns NULL when no page can be allocated.
2077  */
2078 struct page *alloc_pages_current(gfp_t gfp, unsigned order)
2079 {
2080         struct mempolicy *pol = &default_policy;
2081         struct page *page;
2082
2083         if (!in_interrupt() && !(gfp & __GFP_THISNODE))
2084                 pol = get_task_policy(current);
2085
2086         /*
2087          * No reference counting needed for current->mempolicy
2088          * nor system default_policy
2089          */
2090         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
2091                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, interleave_nodes(pol));
2092         else
2093                 page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order,
2094                                 policy_node(gfp, pol, numa_node_id()),
2095                                 policy_nodemask(gfp, pol));
2096
2097         return page;
2098 }
2099 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_current);
2100
2101 int vma_dup_policy(struct vm_area_struct *src, struct vm_area_struct *dst)
2102 {
2103         struct mempolicy *pol = mpol_dup(vma_policy(src));
2104
2105         if (IS_ERR(pol))
2106                 return PTR_ERR(pol);
2107         dst->vm_policy = pol;
2108         return 0;
2109 }
2110
2111 /*
2112  * If mpol_dup() sees current->cpuset == cpuset_being_rebound, then it
2113  * rebinds the mempolicy its copying by calling mpol_rebind_policy()
2114  * with the mems_allowed returned by cpuset_mems_allowed().  This
2115  * keeps mempolicies cpuset relative after its cpuset moves.  See
2116  * further kernel/cpuset.c update_nodemask().
2117  *
2118  * current's mempolicy may be rebinded by the other task(the task that changes
2119  * cpuset's mems), so we needn't do rebind work for current task.
2120  */
2121
2122 /* Slow path of a mempolicy duplicate */
2123 struct mempolicy *__mpol_dup(struct mempolicy *old)
2124 {
2125         struct mempolicy *new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2126
2127         if (!new)
2128                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2129
2130         /* task's mempolicy is protected by alloc_lock */
2131         if (old == current->mempolicy) {
2132                 task_lock(current);
2133                 *new = *old;
2134                 task_unlock(current);
2135         } else
2136                 *new = *old;
2137
2138         if (current_cpuset_is_being_rebound()) {
2139                 nodemask_t mems = cpuset_mems_allowed(current);
2140                 mpol_rebind_policy(new, &mems);
2141         }
2142         atomic_set(&new->refcnt, 1);
2143         return new;
2144 }
2145
2146 /* Slow path of a mempolicy comparison */
2147 bool __mpol_equal(struct mempolicy *a, struct mempolicy *b)
2148 {
2149         if (!a || !b)
2150                 return false;
2151         if (a->mode != b->mode)
2152                 return false;
2153         if (a->flags != b->flags)
2154                 return false;
2155         if (mpol_store_user_nodemask(a))
2156                 if (!nodes_equal(a->w.user_nodemask, b->w.user_nodemask))
2157                         return false;
2158
2159         switch (a->mode) {
2160         case MPOL_BIND:
2161                 /* Fall through */
2162         case MPOL_INTERLEAVE:
2163                 return !!nodes_equal(a->v.nodes, b->v.nodes);
2164         case MPOL_PREFERRED:
2165                 /* a's ->flags is the same as b's */
2166                 if (a->flags & MPOL_F_LOCAL)
2167                         return true;
2168                 return a->v.preferred_node == b->v.preferred_node;
2169         default:
2170                 BUG();
2171                 return false;
2172         }
2173 }
2174
2175 /*
2176  * Shared memory backing store policy support.
2177  *
2178  * Remember policies even when nobody has shared memory mapped.
2179  * The policies are kept in Red-Black tree linked from the inode.
2180  * They are protected by the sp->lock rwlock, which should be held
2181  * for any accesses to the tree.
2182  */
2183
2184 /*
2185  * lookup first element intersecting start-end.  Caller holds sp->lock for
2186  * reading or for writing
2187  */
2188 static struct sp_node *
2189 sp_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long start, unsigned long end)
2190 {
2191         struct rb_node *n = sp->root.rb_node;
2192
2193         while (n) {
2194                 struct sp_node *p = rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2195
2196                 if (start >= p->end)
2197                         n = n->rb_right;
2198                 else if (end <= p->start)
2199                         n = n->rb_left;
2200                 else
2201                         break;
2202         }
2203         if (!n)
2204                 return NULL;
2205         for (;;) {
2206                 struct sp_node *w = NULL;
2207                 struct rb_node *prev = rb_prev(n);
2208                 if (!prev)
2209                         break;
2210                 w = rb_entry(prev, struct sp_node, nd);
2211                 if (w->end <= start)
2212                         break;
2213                 n = prev;
2214         }
2215         return rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2216 }
2217
2218 /*
2219  * Insert a new shared policy into the list.  Caller holds sp->lock for
2220  * writing.
2221  */
2222 static void sp_insert(struct shared_policy *sp, struct sp_node *new)
2223 {
2224         struct rb_node **p = &sp->root.rb_node;
2225         struct rb_node *parent = NULL;
2226         struct sp_node *nd;
2227
2228         while (*p) {
2229                 parent = *p;
2230                 nd = rb_entry(parent, struct sp_node, nd);
2231                 if (new->start < nd->start)
2232                         p = &(*p)->rb_left;
2233                 else if (new->end > nd->end)
2234                         p = &(*p)->rb_right;
2235                 else
2236                         BUG();
2237         }
2238         rb_link_node(&new->nd, parent, p);
2239         rb_insert_color(&new->nd, &sp->root);
2240         pr_debug("inserting %lx-%lx: %d\n", new->start, new->end,
2241                  new->policy ? new->policy->mode : 0);
2242 }
2243
2244 /* Find shared policy intersecting idx */
2245 struct mempolicy *
2246 mpol_shared_policy_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long idx)
2247 {
2248         struct mempolicy *pol = NULL;
2249         struct sp_node *sn;
2250
2251         if (!sp->root.rb_node)
2252                 return NULL;
2253         read_lock(&sp->lock);
2254         sn = sp_lookup(sp, idx, idx+1);
2255         if (sn) {
2256                 mpol_get(sn->policy);
2257                 pol = sn->policy;
2258         }
2259         read_unlock(&sp->lock);
2260         return pol;
2261 }
2262
2263 static void sp_free(struct sp_node *n)
2264 {
2265         mpol_put(n->policy);
2266         kmem_cache_free(sn_cache, n);
2267 }
2268
2269 /**
2270  * mpol_misplaced - check whether current page node is valid in policy
2271  *
2272  * @page: page to be checked
2273  * @vma: vm area where page mapped
2274  * @addr: virtual address where page mapped
2275  *
2276  * Lookup current policy node id for vma,addr and "compare to" page's
2277  * node id.
2278  *
2279  * Returns:
2280  *      -1      - not misplaced, page is in the right node
2281  *      node    - node id where the page should be
2282  *
2283  * Policy determination "mimics" alloc_page_vma().
2284  * Called from fault path where we know the vma and faulting address.
2285  */
2286 int mpol_misplaced(struct page *page, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
2287 {
2288         struct mempolicy *pol;
2289         struct zoneref *z;
2290         int curnid = page_to_nid(page);
2291         unsigned long pgoff;
2292         int thiscpu = raw_smp_processor_id();
2293         int thisnid = cpu_to_node(thiscpu);
2294         int polnid = -1;
2295         int ret = -1;
2296
2297         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2298         if (!(pol->flags & MPOL_F_MOF))
2299                 goto out;
2300
2301         switch (pol->mode) {
2302         case MPOL_INTERLEAVE:
2303                 pgoff = vma->vm_pgoff;
2304                 pgoff += (addr - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2305                 polnid = offset_il_node(pol, pgoff);
2306                 break;
2307
2308         case MPOL_PREFERRED:
2309                 if (pol->flags & MPOL_F_LOCAL)
2310                         polnid = numa_node_id();
2311                 else
2312                         polnid = pol->v.preferred_node;
2313                 break;
2314
2315         case MPOL_BIND:
2316
2317                 /*
2318                  * allows binding to multiple nodes.
2319                  * use current page if in policy nodemask,
2320                  * else select nearest allowed node, if any.
2321                  * If no allowed nodes, use current [!misplaced].
2322                  */
2323                 if (node_isset(curnid, pol->v.nodes))
2324                         goto out;
2325                 z = first_zones_zonelist(
2326                                 node_zonelist(numa_node_id(), GFP_HIGHUSER),
2327                                 gfp_zone(GFP_HIGHUSER),
2328                                 &pol->v.nodes);
2329                 polnid = zone_to_nid(z->zone);
2330                 break;
2331
2332         default:
2333                 BUG();
2334         }
2335
2336         /* Migrate the page towards the node whose CPU is referencing it */
2337         if (pol->flags & MPOL_F_MORON) {
2338                 polnid = thisnid;
2339
2340                 if (!should_numa_migrate_memory(current, page, curnid, thiscpu))
2341                         goto out;
2342         }
2343
2344         if (curnid != polnid)
2345                 ret = polnid;
2346 out:
2347         mpol_cond_put(pol);
2348
2349         return ret;
2350 }
2351
2352 /*
2353  * Drop the (possibly final) reference to task->mempolicy.  It needs to be
2354  * dropped after task->mempolicy is set to NULL so that any allocation done as
2355  * part of its kmem_cache_free(), such as by KASAN, doesn't reference a freed
2356  * policy.
2357  */
2358 void mpol_put_task_policy(struct task_struct *task)
2359 {
2360         struct mempolicy *pol;
2361
2362         task_lock(task);
2363         pol = task->mempolicy;
2364         task->mempolicy = NULL;
2365         task_unlock(task);
2366         mpol_put(pol);
2367 }
2368
2369 static void sp_delete(struct shared_policy *sp, struct sp_node *n)
2370 {
2371         pr_debug("deleting %lx-l%lx\n", n->start, n->end);
2372         rb_erase(&n->nd, &sp->root);
2373         sp_free(n);
2374 }
2375
2376 static void sp_node_init(struct sp_node *node, unsigned long start,
2377                         unsigned long end, struct mempolicy *pol)
2378 {
2379         node->start = start;
2380         node->end = end;
2381         node->policy = pol;
2382 }
2383
2384 static struct sp_node *sp_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
2385                                 struct mempolicy *pol)
2386 {
2387         struct sp_node *n;
2388         struct mempolicy *newpol;
2389
2390         n = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2391         if (!n)
2392                 return NULL;
2393
2394         newpol = mpol_dup(pol);
2395         if (IS_ERR(newpol)) {
2396                 kmem_cache_free(sn_cache, n);
2397                 return NULL;
2398         }
2399         newpol->flags |= MPOL_F_SHARED;
2400         sp_node_init(n, start, end, newpol);
2401
2402         return n;
2403 }
2404
2405 /* Replace a policy range. */
2406 static int shared_policy_replace(struct shared_policy *sp, unsigned long start,
2407                                  unsigned long end, struct sp_node *new)
2408 {
2409         struct sp_node *n;
2410         struct sp_node *n_new = NULL;
2411         struct mempolicy *mpol_new = NULL;
2412         int ret = 0;
2413
2414 restart:
2415         write_lock(&sp->lock);
2416         n = sp_lookup(sp, start, end);
2417         /* Take care of old policies in the same range. */
2418         while (n && n->start < end) {
2419                 struct rb_node *next = rb_next(&n->nd);
2420                 if (n->start >= start) {
2421                         if (n->end <= end)
2422                                 sp_delete(sp, n);
2423                         else
2424                                 n->start = end;
2425                 } else {
2426                         /* Old policy spanning whole new range. */
2427                         if (n->end > end) {
2428                                 if (!n_new)
2429                                         goto alloc_new;
2430
2431                                 *mpol_new = *n->policy;
2432                                 atomic_set(&mpol_new->refcnt, 1);
2433                                 sp_node_init(n_new, end, n->end, mpol_new);
2434                                 n->end = start;
2435                                 sp_insert(sp, n_new);
2436                                 n_new = NULL;
2437                                 mpol_new = NULL;
2438                                 break;
2439                         } else
2440                                 n->end = start;
2441                 }
2442                 if (!next)
2443                         break;
2444                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2445         }
2446         if (new)
2447                 sp_insert(sp, new);
2448         write_unlock(&sp->lock);
2449         ret = 0;
2450
2451 err_out:
2452         if (mpol_new)
2453                 mpol_put(mpol_new);
2454         if (n_new)
2455                 kmem_cache_free(sn_cache, n_new);
2456
2457         return ret;
2458
2459 alloc_new:
2460         write_unlock(&sp->lock);
2461         ret = -ENOMEM;
2462         n_new = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2463         if (!n_new)
2464                 goto err_out;
2465         mpol_new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2466         if (!mpol_new)
2467                 goto err_out;
2468         goto restart;
2469 }
2470
2471 /**
2472  * mpol_shared_policy_init - initialize shared policy for inode
2473  * @sp: pointer to inode shared policy
2474  * @mpol:  struct mempolicy to install
2475  *
2476  * Install non-NULL @mpol in inode's shared policy rb-tree.
2477  * On entry, the current task has a reference on a non-NULL @mpol.
2478  * This must be released on exit.
2479  * This is called at get_inode() calls and we can use GFP_KERNEL.
2480  */
2481 void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *sp, struct mempolicy *mpol)
2482 {
2483         int ret;
2484
2485         sp->root = RB_ROOT;             /* empty tree == default mempolicy */
2486         rwlock_init(&sp->lock);
2487
2488         if (mpol) {
2489                 struct vm_area_struct pvma;
2490                 struct mempolicy *new;
2491                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2492
2493                 if (!scratch)
2494                         goto put_mpol;
2495                 /* contextualize the tmpfs mount point mempolicy */
2496                 new = mpol_new(mpol->mode, mpol->flags, &mpol->w.user_nodemask);
2497                 if (IS_ERR(new))
2498                         goto free_scratch; /* no valid nodemask intersection */
2499
2500                 task_lock(current);
2501                 ret = mpol_set_nodemask(new, &mpol->w.user_nodemask, scratch);
2502                 task_unlock(current);
2503                 if (ret)
2504                         goto put_new;
2505
2506                 /* Create pseudo-vma that contains just the policy */
2507                 vma_init(&pvma, NULL);
2508                 pvma.vm_end = TASK_SIZE;        /* policy covers entire file */
2509                 mpol_set_shared_policy(sp, &pvma, new); /* adds ref */
2510
2511 put_new:
2512                 mpol_put(new);                  /* drop initial ref */
2513 free_scratch:
2514                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2515 put_mpol:
2516                 mpol_put(mpol); /* drop our incoming ref on sb mpol */
2517         }
2518 }
2519
2520 int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *info,
2521                         struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *npol)
2522 {
2523         int err;
2524         struct sp_node *new = NULL;
2525         unsigned long sz = vma_pages(vma);
2526
2527         pr_debug("set_shared_policy %lx sz %lu %d %d %lx\n",
2528                  vma->vm_pgoff,
2529                  sz, npol ? npol->mode : -1,
2530                  npol ? npol->flags : -1,
2531                  npol ? nodes_addr(npol->v.nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
2532
2533         if (npol) {
2534                 new = sp_alloc(vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, npol);
2535                 if (!new)
2536                         return -ENOMEM;
2537         }
2538         err = shared_policy_replace(info, vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff+sz, new);
2539         if (err && new)
2540                 sp_free(new);
2541         return err;
2542 }
2543
2544 /* Free a backing policy store on inode delete. */
2545 void mpol_free_shared_policy(struct shared_policy *p)
2546 {
2547         struct sp_node *n;
2548         struct rb_node *next;
2549
2550         if (!p->root.rb_node)
2551                 return;
2552         write_lock(&p->lock);
2553         next = rb_first(&p->root);
2554         while (next) {
2555                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2556                 next = rb_next(&n->nd);
2557                 sp_delete(p, n);
2558         }
2559         write_unlock(&p->lock);
2560 }
2561
2562 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2563 static int __initdata numabalancing_override;
2564
2565 static void __init check_numabalancing_enable(void)
2566 {
2567         bool numabalancing_default = false;
2568
2569         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA_BALANCING_DEFAULT_ENABLED))
2570                 numabalancing_default = true;
2571
2572         /* Parsed by setup_numabalancing. override == 1 enables, -1 disables */
2573         if (numabalancing_override)
2574                 set_numabalancing_state(numabalancing_override == 1);
2575
2576         if (num_online_nodes() > 1 && !numabalancing_override) {
2577                 pr_info("%s automatic NUMA balancing. Configure with numa_balancing= or the kernel.numa_balancing sysctl\n",
2578                         numabalancing_default ? "Enabling" : "Disabling");
2579                 set_numabalancing_state(numabalancing_default);
2580         }
2581 }
2582
2583 static int __init setup_numabalancing(char *str)
2584 {
2585         int ret = 0;
2586         if (!str)
2587                 goto out;
2588
2589         if (!strcmp(str, "enable")) {
2590                 numabalancing_override = 1;
2591                 ret = 1;
2592         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2593                 numabalancing_override = -1;
2594                 ret = 1;
2595         }
2596 out:
2597         if (!ret)
2598                 pr_warn("Unable to parse numa_balancing=\n");
2599
2600         return ret;
2601 }
2602 __setup("numa_balancing=", setup_numabalancing);
2603 #else
2604 static inline void __init check_numabalancing_enable(void)
2605 {
2606 }
2607 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2608
2609 /* assumes fs == KERNEL_DS */
2610 void __init numa_policy_init(void)
2611 {
2612         nodemask_t interleave_nodes;
2613         unsigned long largest = 0;
2614         int nid, prefer = 0;
2615
2616         policy_cache = kmem_cache_create("numa_policy",
2617                                          sizeof(struct mempolicy),
2618                                          0, SLAB_PANIC, NULL);
2619
2620         sn_cache = kmem_cache_create("shared_policy_node",
2621                                      sizeof(struct sp_node),
2622                                      0, SLAB_PANIC, NULL);
2623
2624         for_each_node(nid) {
2625                 preferred_node_policy[nid] = (struct mempolicy) {
2626                         .refcnt = ATOMIC_INIT(1),
2627                         .mode = MPOL_PREFERRED,
2628                         .flags = MPOL_F_MOF | MPOL_F_MORON,
2629                         .v = { .preferred_node = nid, },
2630                 };
2631         }
2632
2633         /*
2634          * Set interleaving policy for system init. Interleaving is only
2635          * enabled across suitably sized nodes (default is >= 16MB), or
2636          * fall back to the largest node if they're all smaller.
2637          */
2638         nodes_clear(interleave_nodes);
2639         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
2640                 unsigned long total_pages = node_present_pages(nid);
2641
2642                 /* Preserve the largest node */
2643                 if (largest < total_pages) {
2644                         largest = total_pages;
2645                         prefer = nid;
2646                 }
2647
2648                 /* Interleave this node? */
2649                 if ((total_pages << PAGE_SHIFT) >= (16 << 20))
2650                         node_set(nid, interleave_nodes);
2651         }
2652
2653         /* All too small, use the largest */
2654         if (unlikely(nodes_empty(interleave_nodes)))
2655                 node_set(prefer, interleave_nodes);
2656
2657         if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, 0, &interleave_nodes))
2658                 pr_err("%s: interleaving failed\n", __func__);
2659
2660         check_numabalancing_enable();
2661 }
2662
2663 /* Reset policy of current process to default */
2664 void numa_default_policy(void)
2665 {
2666         do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, 0, NULL);
2667 }
2668
2669 /*
2670  * Parse and format mempolicy from/to strings
2671  */
2672
2673 /*
2674  * "local" is implemented internally by MPOL_PREFERRED with MPOL_F_LOCAL flag.
2675  */
2676 static const char * const policy_modes[] =
2677 {
2678         [MPOL_DEFAULT]    = "default",
2679         [MPOL_PREFERRED]  = "prefer",
2680         [MPOL_BIND]       = "bind",
2681         [MPOL_INTERLEAVE] = "interleave",
2682         [MPOL_LOCAL]      = "local",
2683 };
2684
2685
2686 #ifdef CONFIG_TMPFS
2687 /**
2688  * mpol_parse_str - parse string to mempolicy, for tmpfs mpol mount option.
2689  * @str:  string containing mempolicy to parse
2690  * @mpol:  pointer to struct mempolicy pointer, returned on success.
2691  *
2692  * Format of input:
2693  *      <mode>[=<flags>][:<nodelist>]
2694  *
2695  * On success, returns 0, else 1
2696  */
2697 int mpol_parse_str(char *str, struct mempolicy **mpol)
2698 {
2699         struct mempolicy *new = NULL;
2700         unsigned short mode;
2701         unsigned short mode_flags;
2702         nodemask_t nodes;
2703         char *nodelist = strchr(str, ':');
2704         char *flags = strchr(str, '=');
2705         int err = 1;
2706
2707         if (nodelist) {
2708                 /* NUL-terminate mode or flags string */
2709                 *nodelist++ = '\0';
2710                 if (nodelist_parse(nodelist, nodes))
2711                         goto out;
2712                 if (!nodes_subset(nodes, node_states[N_MEMORY]))
2713                         goto out;
2714         } else
2715                 nodes_clear(nodes);
2716
2717         if (flags)
2718                 *flags++ = '\0';        /* terminate mode string */
2719
2720         for (mode = 0; mode < MPOL_MAX; mode++) {
2721                 if (!strcmp(str, policy_modes[mode])) {
2722                         break;
2723                 }
2724         }
2725         if (mode >= MPOL_MAX)
2726                 goto out;
2727
2728         switch (mode) {
2729         case MPOL_PREFERRED:
2730                 /*
2731                  * Insist on a nodelist of one node only
2732                  */
2733                 if (nodelist) {
2734                         char *rest = nodelist;
2735                         while (isdigit(*rest))
2736                                 rest++;
2737                         if (*rest)
2738                                 goto out;
2739                 }
2740                 break;
2741         case MPOL_INTERLEAVE:
2742                 /*
2743                  * Default to online nodes with memory if no nodelist
2744                  */
2745                 if (!nodelist)
2746                         nodes = node_states[N_MEMORY];
2747                 break;
2748         case MPOL_LOCAL:
2749                 /*
2750                  * Don't allow a nodelist;  mpol_new() checks flags
2751                  */
2752                 if (nodelist)
2753                         goto out;
2754                 mode = MPOL_PREFERRED;
2755                 break;
2756         case MPOL_DEFAULT:
2757                 /*
2758                  * Insist on a empty nodelist
2759                  */
2760                 if (!nodelist)
2761                         err = 0;
2762                 goto out;
2763         case MPOL_BIND:
2764                 /*
2765                  * Insist on a nodelist
2766                  */
2767                 if (!nodelist)
2768                         goto out;
2769         }
2770
2771         mode_flags = 0;
2772         if (flags) {
2773                 /*
2774                  * Currently, we only support two mutually exclusive
2775                  * mode flags.
2776                  */
2777                 if (!strcmp(flags, "static"))
2778                         mode_flags |= MPOL_F_STATIC_NODES;
2779                 else if (!strcmp(flags, "relative"))
2780                         mode_flags |= MPOL_F_RELATIVE_NODES;
2781                 else
2782                         goto out;
2783         }
2784
2785         new = mpol_new(mode, mode_flags, &nodes);
2786         if (IS_ERR(new))
2787                 goto out;
2788
2789         /*
2790          * Save nodes for mpol_to_str() to show the tmpfs mount options
2791          * for /proc/mounts, /proc/pid/mounts and /proc/pid/mountinfo.
2792          */
2793         if (mode != MPOL_PREFERRED)
2794                 new->v.nodes = nodes;
2795         else if (nodelist)
2796                 new->v.preferred_node = first_node(nodes);
2797         else
2798                 new->flags |= MPOL_F_LOCAL;
2799
2800         /*
2801          * Save nodes for contextualization: this will be used to "clone"
2802          * the mempolicy in a specific context [cpuset] at a later time.
2803          */
2804         new->w.user_nodemask = nodes;
2805
2806         err = 0;
2807
2808 out:
2809         /* Restore string for error message */
2810         if (nodelist)
2811                 *--nodelist = ':';
2812         if (flags)
2813                 *--flags = '=';
2814         if (!err)
2815                 *mpol = new;
2816         return err;
2817 }
2818 #endif /* CONFIG_TMPFS */
2819
2820 /**
2821  * mpol_to_str - format a mempolicy structure for printing
2822  * @buffer:  to contain formatted mempolicy string
2823  * @maxlen:  length of @buffer
2824  * @pol:  pointer to mempolicy to be formatted
2825  *
2826  * Convert @pol into a string.  If @buffer is too short, truncate the string.
2827  * Recommend a @maxlen of at least 32 for the longest mode, "interleave", the
2828  * longest flag, "relative", and to display at least a few node ids.
2829  */
2830 void mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol)
2831 {
2832         char *p = buffer;
2833         nodemask_t nodes = NODE_MASK_NONE;
2834         unsigned short mode = MPOL_DEFAULT;
2835         unsigned short flags = 0;
2836
2837         if (pol && pol != &default_policy && !(pol->flags & MPOL_F_MORON)) {
2838                 mode = pol->mode;
2839                 flags = pol->flags;
2840         }
2841
2842         switch (mode) {
2843         case MPOL_DEFAULT:
2844                 break;
2845         case MPOL_PREFERRED:
2846                 if (flags & MPOL_F_LOCAL)
2847                         mode = MPOL_LOCAL;
2848                 else
2849                         node_set(pol->v.preferred_node, nodes);
2850                 break;
2851         case MPOL_BIND:
2852         case MPOL_INTERLEAVE:
2853                 nodes = pol->v.nodes;
2854                 break;
2855         default:
2856                 WARN_ON_ONCE(1);
2857                 snprintf(p, maxlen, "unknown");
2858                 return;
2859         }
2860
2861         p += snprintf(p, maxlen, "%s", policy_modes[mode]);
2862
2863         if (flags & MPOL_MODE_FLAGS) {
2864                 p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "=");
2865
2866                 /*
2867                  * Currently, the only defined flags are mutually exclusive
2868                  */
2869                 if (flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
2870                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "static");
2871                 else if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
2872                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "relative");
2873         }
2874
2875         if (!nodes_empty(nodes))
2876                 p += scnprintf(p, buffer + maxlen - p, ":%*pbl",
2877                                nodemask_pr_args(&nodes));
2878 }