eb95578f5997a9d09fa9bc778b3c22c7c7373bbe
[platform/kernel/linux-rpi.git] / mm / mempolicy.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  * Simple NUMA memory policy for the Linux kernel.
4  *
5  * Copyright 2003,2004 Andi Kleen, SuSE Labs.
6  * (C) Copyright 2005 Christoph Lameter, Silicon Graphics, Inc.
7  *
8  * NUMA policy allows the user to give hints in which node(s) memory should
9  * be allocated.
10  *
11  * Support four policies per VMA and per process:
12  *
13  * The VMA policy has priority over the process policy for a page fault.
14  *
15  * interleave     Allocate memory interleaved over a set of nodes,
16  *                with normal fallback if it fails.
17  *                For VMA based allocations this interleaves based on the
18  *                offset into the backing object or offset into the mapping
19  *                for anonymous memory. For process policy an process counter
20  *                is used.
21  *
22  * bind           Only allocate memory on a specific set of nodes,
23  *                no fallback.
24  *                FIXME: memory is allocated starting with the first node
25  *                to the last. It would be better if bind would truly restrict
26  *                the allocation to memory nodes instead
27  *
28  * preferred       Try a specific node first before normal fallback.
29  *                As a special case NUMA_NO_NODE here means do the allocation
30  *                on the local CPU. This is normally identical to default,
31  *                but useful to set in a VMA when you have a non default
32  *                process policy.
33  *
34  * preferred many Try a set of nodes first before normal fallback. This is
35  *                similar to preferred without the special case.
36  *
37  * default        Allocate on the local node first, or when on a VMA
38  *                use the process policy. This is what Linux always did
39  *                in a NUMA aware kernel and still does by, ahem, default.
40  *
41  * The process policy is applied for most non interrupt memory allocations
42  * in that process' context. Interrupts ignore the policies and always
43  * try to allocate on the local CPU. The VMA policy is only applied for memory
44  * allocations for a VMA in the VM.
45  *
46  * Currently there are a few corner cases in swapping where the policy
47  * is not applied, but the majority should be handled. When process policy
48  * is used it is not remembered over swap outs/swap ins.
49  *
50  * Only the highest zone in the zone hierarchy gets policied. Allocations
51  * requesting a lower zone just use default policy. This implies that
52  * on systems with highmem kernel lowmem allocation don't get policied.
53  * Same with GFP_DMA allocations.
54  *
55  * For shmfs/tmpfs/hugetlbfs shared memory the policy is shared between
56  * all users and remembered even when nobody has memory mapped.
57  */
58
59 /* Notebook:
60    fix mmap readahead to honour policy and enable policy for any page cache
61    object
62    statistics for bigpages
63    global policy for page cache? currently it uses process policy. Requires
64    first item above.
65    handle mremap for shared memory (currently ignored for the policy)
66    grows down?
67    make bind policy root only? It can trigger oom much faster and the
68    kernel is not always grateful with that.
69 */
70
71 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
72
73 #include <linux/mempolicy.h>
74 #include <linux/pagewalk.h>
75 #include <linux/highmem.h>
76 #include <linux/hugetlb.h>
77 #include <linux/kernel.h>
78 #include <linux/sched.h>
79 #include <linux/sched/mm.h>
80 #include <linux/sched/numa_balancing.h>
81 #include <linux/sched/task.h>
82 #include <linux/nodemask.h>
83 #include <linux/cpuset.h>
84 #include <linux/slab.h>
85 #include <linux/string.h>
86 #include <linux/export.h>
87 #include <linux/nsproxy.h>
88 #include <linux/interrupt.h>
89 #include <linux/init.h>
90 #include <linux/compat.h>
91 #include <linux/ptrace.h>
92 #include <linux/swap.h>
93 #include <linux/seq_file.h>
94 #include <linux/proc_fs.h>
95 #include <linux/migrate.h>
96 #include <linux/ksm.h>
97 #include <linux/rmap.h>
98 #include <linux/security.h>
99 #include <linux/syscalls.h>
100 #include <linux/ctype.h>
101 #include <linux/mm_inline.h>
102 #include <linux/mmu_notifier.h>
103 #include <linux/printk.h>
104 #include <linux/swapops.h>
105
106 #include <asm/tlbflush.h>
107 #include <linux/uaccess.h>
108
109 #include "internal.h"
110
111 /* Internal flags */
112 #define MPOL_MF_DISCONTIG_OK (MPOL_MF_INTERNAL << 0)    /* Skip checks for continuous vmas */
113 #define MPOL_MF_INVERT (MPOL_MF_INTERNAL << 1)          /* Invert check for nodemask */
114
115 static struct kmem_cache *policy_cache;
116 static struct kmem_cache *sn_cache;
117
118 /* Highest zone. An specific allocation for a zone below that is not
119    policied. */
120 enum zone_type policy_zone = 0;
121
122 /*
123  * run-time system-wide default policy => local allocation
124  */
125 static struct mempolicy default_policy = {
126         .refcnt = ATOMIC_INIT(1), /* never free it */
127         .mode = MPOL_LOCAL,
128 };
129
130 static struct mempolicy preferred_node_policy[MAX_NUMNODES];
131
132 /**
133  * numa_map_to_online_node - Find closest online node
134  * @node: Node id to start the search
135  *
136  * Lookup the next closest node by distance if @nid is not online.
137  */
138 int numa_map_to_online_node(int node)
139 {
140         int min_dist = INT_MAX, dist, n, min_node;
141
142         if (node == NUMA_NO_NODE || node_online(node))
143                 return node;
144
145         min_node = node;
146         for_each_online_node(n) {
147                 dist = node_distance(node, n);
148                 if (dist < min_dist) {
149                         min_dist = dist;
150                         min_node = n;
151                 }
152         }
153
154         return min_node;
155 }
156 EXPORT_SYMBOL_GPL(numa_map_to_online_node);
157
158 struct mempolicy *get_task_policy(struct task_struct *p)
159 {
160         struct mempolicy *pol = p->mempolicy;
161         int node;
162
163         if (pol)
164                 return pol;
165
166         node = numa_node_id();
167         if (node != NUMA_NO_NODE) {
168                 pol = &preferred_node_policy[node];
169                 /* preferred_node_policy is not initialised early in boot */
170                 if (pol->mode)
171                         return pol;
172         }
173
174         return &default_policy;
175 }
176
177 static const struct mempolicy_operations {
178         int (*create)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
179         void (*rebind)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
180 } mpol_ops[MPOL_MAX];
181
182 static inline int mpol_store_user_nodemask(const struct mempolicy *pol)
183 {
184         return pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS;
185 }
186
187 static void mpol_relative_nodemask(nodemask_t *ret, const nodemask_t *orig,
188                                    const nodemask_t *rel)
189 {
190         nodemask_t tmp;
191         nodes_fold(tmp, *orig, nodes_weight(*rel));
192         nodes_onto(*ret, tmp, *rel);
193 }
194
195 static int mpol_new_nodemask(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
196 {
197         if (nodes_empty(*nodes))
198                 return -EINVAL;
199         pol->nodes = *nodes;
200         return 0;
201 }
202
203 static int mpol_new_preferred(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
204 {
205         if (nodes_empty(*nodes))
206                 return -EINVAL;
207
208         nodes_clear(pol->nodes);
209         node_set(first_node(*nodes), pol->nodes);
210         return 0;
211 }
212
213 /*
214  * mpol_set_nodemask is called after mpol_new() to set up the nodemask, if
215  * any, for the new policy.  mpol_new() has already validated the nodes
216  * parameter with respect to the policy mode and flags.
217  *
218  * Must be called holding task's alloc_lock to protect task's mems_allowed
219  * and mempolicy.  May also be called holding the mmap_lock for write.
220  */
221 static int mpol_set_nodemask(struct mempolicy *pol,
222                      const nodemask_t *nodes, struct nodemask_scratch *nsc)
223 {
224         int ret;
225
226         /*
227          * Default (pol==NULL) resp. local memory policies are not a
228          * subject of any remapping. They also do not need any special
229          * constructor.
230          */
231         if (!pol || pol->mode == MPOL_LOCAL)
232                 return 0;
233
234         /* Check N_MEMORY */
235         nodes_and(nsc->mask1,
236                   cpuset_current_mems_allowed, node_states[N_MEMORY]);
237
238         VM_BUG_ON(!nodes);
239
240         if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
241                 mpol_relative_nodemask(&nsc->mask2, nodes, &nsc->mask1);
242         else
243                 nodes_and(nsc->mask2, *nodes, nsc->mask1);
244
245         if (mpol_store_user_nodemask(pol))
246                 pol->w.user_nodemask = *nodes;
247         else
248                 pol->w.cpuset_mems_allowed = cpuset_current_mems_allowed;
249
250         ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, &nsc->mask2);
251         return ret;
252 }
253
254 /*
255  * This function just creates a new policy, does some check and simple
256  * initialization. You must invoke mpol_set_nodemask() to set nodes.
257  */
258 static struct mempolicy *mpol_new(unsigned short mode, unsigned short flags,
259                                   nodemask_t *nodes)
260 {
261         struct mempolicy *policy;
262
263         pr_debug("setting mode %d flags %d nodes[0] %lx\n",
264                  mode, flags, nodes ? nodes_addr(*nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
265
266         if (mode == MPOL_DEFAULT) {
267                 if (nodes && !nodes_empty(*nodes))
268                         return ERR_PTR(-EINVAL);
269                 return NULL;
270         }
271         VM_BUG_ON(!nodes);
272
273         /*
274          * MPOL_PREFERRED cannot be used with MPOL_F_STATIC_NODES or
275          * MPOL_F_RELATIVE_NODES if the nodemask is empty (local allocation).
276          * All other modes require a valid pointer to a non-empty nodemask.
277          */
278         if (mode == MPOL_PREFERRED) {
279                 if (nodes_empty(*nodes)) {
280                         if (((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
281                              (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)))
282                                 return ERR_PTR(-EINVAL);
283
284                         mode = MPOL_LOCAL;
285                 }
286         } else if (mode == MPOL_LOCAL) {
287                 if (!nodes_empty(*nodes) ||
288                     (flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
289                     (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
290                         return ERR_PTR(-EINVAL);
291         } else if (nodes_empty(*nodes))
292                 return ERR_PTR(-EINVAL);
293         policy = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
294         if (!policy)
295                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
296         atomic_set(&policy->refcnt, 1);
297         policy->mode = mode;
298         policy->flags = flags;
299
300         return policy;
301 }
302
303 /* Slow path of a mpol destructor. */
304 void __mpol_put(struct mempolicy *p)
305 {
306         if (!atomic_dec_and_test(&p->refcnt))
307                 return;
308         kmem_cache_free(policy_cache, p);
309 }
310
311 static void mpol_rebind_default(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
312 {
313 }
314
315 static void mpol_rebind_nodemask(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
316 {
317         nodemask_t tmp;
318
319         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
320                 nodes_and(tmp, pol->w.user_nodemask, *nodes);
321         else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
322                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
323         else {
324                 nodes_remap(tmp, pol->nodes, pol->w.cpuset_mems_allowed,
325                                                                 *nodes);
326                 pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
327         }
328
329         if (nodes_empty(tmp))
330                 tmp = *nodes;
331
332         pol->nodes = tmp;
333 }
334
335 static void mpol_rebind_preferred(struct mempolicy *pol,
336                                                 const nodemask_t *nodes)
337 {
338         pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
339 }
340
341 /*
342  * mpol_rebind_policy - Migrate a policy to a different set of nodes
343  *
344  * Per-vma policies are protected by mmap_lock. Allocations using per-task
345  * policies are protected by task->mems_allowed_seq to prevent a premature
346  * OOM/allocation failure due to parallel nodemask modification.
347  */
348 static void mpol_rebind_policy(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *newmask)
349 {
350         if (!pol)
351                 return;
352         if (!mpol_store_user_nodemask(pol) &&
353             nodes_equal(pol->w.cpuset_mems_allowed, *newmask))
354                 return;
355
356         mpol_ops[pol->mode].rebind(pol, newmask);
357 }
358
359 /*
360  * Wrapper for mpol_rebind_policy() that just requires task
361  * pointer, and updates task mempolicy.
362  *
363  * Called with task's alloc_lock held.
364  */
365
366 void mpol_rebind_task(struct task_struct *tsk, const nodemask_t *new)
367 {
368         mpol_rebind_policy(tsk->mempolicy, new);
369 }
370
371 /*
372  * Rebind each vma in mm to new nodemask.
373  *
374  * Call holding a reference to mm.  Takes mm->mmap_lock during call.
375  */
376
377 void mpol_rebind_mm(struct mm_struct *mm, nodemask_t *new)
378 {
379         struct vm_area_struct *vma;
380
381         mmap_write_lock(mm);
382         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next)
383                 mpol_rebind_policy(vma->vm_policy, new);
384         mmap_write_unlock(mm);
385 }
386
387 static const struct mempolicy_operations mpol_ops[MPOL_MAX] = {
388         [MPOL_DEFAULT] = {
389                 .rebind = mpol_rebind_default,
390         },
391         [MPOL_INTERLEAVE] = {
392                 .create = mpol_new_nodemask,
393                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
394         },
395         [MPOL_PREFERRED] = {
396                 .create = mpol_new_preferred,
397                 .rebind = mpol_rebind_preferred,
398         },
399         [MPOL_BIND] = {
400                 .create = mpol_new_nodemask,
401                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
402         },
403         [MPOL_LOCAL] = {
404                 .rebind = mpol_rebind_default,
405         },
406         [MPOL_PREFERRED_MANY] = {
407                 .create = mpol_new_nodemask,
408                 .rebind = mpol_rebind_preferred,
409         },
410 };
411
412 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
413                                 unsigned long flags);
414
415 struct queue_pages {
416         struct list_head *pagelist;
417         unsigned long flags;
418         nodemask_t *nmask;
419         unsigned long start;
420         unsigned long end;
421         struct vm_area_struct *first;
422 };
423
424 /*
425  * Check if the page's nid is in qp->nmask.
426  *
427  * If MPOL_MF_INVERT is set in qp->flags, check if the nid is
428  * in the invert of qp->nmask.
429  */
430 static inline bool queue_pages_required(struct page *page,
431                                         struct queue_pages *qp)
432 {
433         int nid = page_to_nid(page);
434         unsigned long flags = qp->flags;
435
436         return node_isset(nid, *qp->nmask) == !(flags & MPOL_MF_INVERT);
437 }
438
439 /*
440  * queue_pages_pmd() has four possible return values:
441  * 0 - pages are placed on the right node or queued successfully, or
442  *     special page is met, i.e. huge zero page.
443  * 1 - there is unmovable page, and MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
444  *     specified.
445  * 2 - THP was split.
446  * -EIO - is migration entry or only MPOL_MF_STRICT was specified and an
447  *        existing page was already on a node that does not follow the
448  *        policy.
449  */
450 static int queue_pages_pmd(pmd_t *pmd, spinlock_t *ptl, unsigned long addr,
451                                 unsigned long end, struct mm_walk *walk)
452         __releases(ptl)
453 {
454         int ret = 0;
455         struct page *page;
456         struct queue_pages *qp = walk->private;
457         unsigned long flags;
458
459         if (unlikely(is_pmd_migration_entry(*pmd))) {
460                 ret = -EIO;
461                 goto unlock;
462         }
463         page = pmd_page(*pmd);
464         if (is_huge_zero_page(page)) {
465                 spin_unlock(ptl);
466                 walk->action = ACTION_CONTINUE;
467                 goto out;
468         }
469         if (!queue_pages_required(page, qp))
470                 goto unlock;
471
472         flags = qp->flags;
473         /* go to thp migration */
474         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
475                 if (!vma_migratable(walk->vma) ||
476                     migrate_page_add(page, qp->pagelist, flags)) {
477                         ret = 1;
478                         goto unlock;
479                 }
480         } else
481                 ret = -EIO;
482 unlock:
483         spin_unlock(ptl);
484 out:
485         return ret;
486 }
487
488 /*
489  * Scan through pages checking if pages follow certain conditions,
490  * and move them to the pagelist if they do.
491  *
492  * queue_pages_pte_range() has three possible return values:
493  * 0 - pages are placed on the right node or queued successfully, or
494  *     special page is met, i.e. zero page.
495  * 1 - there is unmovable page, and MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
496  *     specified.
497  * -EIO - only MPOL_MF_STRICT was specified and an existing page was already
498  *        on a node that does not follow the policy.
499  */
500 static int queue_pages_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
501                         unsigned long end, struct mm_walk *walk)
502 {
503         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
504         struct page *page;
505         struct queue_pages *qp = walk->private;
506         unsigned long flags = qp->flags;
507         int ret;
508         bool has_unmovable = false;
509         pte_t *pte, *mapped_pte;
510         spinlock_t *ptl;
511
512         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
513         if (ptl) {
514                 ret = queue_pages_pmd(pmd, ptl, addr, end, walk);
515                 if (ret != 2)
516                         return ret;
517         }
518         /* THP was split, fall through to pte walk */
519
520         if (pmd_trans_unstable(pmd))
521                 return 0;
522
523         mapped_pte = pte = pte_offset_map_lock(walk->mm, pmd, addr, &ptl);
524         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE) {
525                 if (!pte_present(*pte))
526                         continue;
527                 page = vm_normal_page(vma, addr, *pte);
528                 if (!page)
529                         continue;
530                 /*
531                  * vm_normal_page() filters out zero pages, but there might
532                  * still be PageReserved pages to skip, perhaps in a VDSO.
533                  */
534                 if (PageReserved(page))
535                         continue;
536                 if (!queue_pages_required(page, qp))
537                         continue;
538                 if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
539                         /* MPOL_MF_STRICT must be specified if we get here */
540                         if (!vma_migratable(vma)) {
541                                 has_unmovable = true;
542                                 break;
543                         }
544
545                         /*
546                          * Do not abort immediately since there may be
547                          * temporary off LRU pages in the range.  Still
548                          * need migrate other LRU pages.
549                          */
550                         if (migrate_page_add(page, qp->pagelist, flags))
551                                 has_unmovable = true;
552                 } else
553                         break;
554         }
555         pte_unmap_unlock(mapped_pte, ptl);
556         cond_resched();
557
558         if (has_unmovable)
559                 return 1;
560
561         return addr != end ? -EIO : 0;
562 }
563
564 static int queue_pages_hugetlb(pte_t *pte, unsigned long hmask,
565                                unsigned long addr, unsigned long end,
566                                struct mm_walk *walk)
567 {
568         int ret = 0;
569 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
570         struct queue_pages *qp = walk->private;
571         unsigned long flags = (qp->flags & MPOL_MF_VALID);
572         struct page *page;
573         spinlock_t *ptl;
574         pte_t entry;
575
576         ptl = huge_pte_lock(hstate_vma(walk->vma), walk->mm, pte);
577         entry = huge_ptep_get(pte);
578         if (!pte_present(entry))
579                 goto unlock;
580         page = pte_page(entry);
581         if (!queue_pages_required(page, qp))
582                 goto unlock;
583
584         if (flags == MPOL_MF_STRICT) {
585                 /*
586                  * STRICT alone means only detecting misplaced page and no
587                  * need to further check other vma.
588                  */
589                 ret = -EIO;
590                 goto unlock;
591         }
592
593         if (!vma_migratable(walk->vma)) {
594                 /*
595                  * Must be STRICT with MOVE*, otherwise .test_walk() have
596                  * stopped walking current vma.
597                  * Detecting misplaced page but allow migrating pages which
598                  * have been queued.
599                  */
600                 ret = 1;
601                 goto unlock;
602         }
603
604         /* With MPOL_MF_MOVE, we migrate only unshared hugepage. */
605         if (flags & (MPOL_MF_MOVE_ALL) ||
606             (flags & MPOL_MF_MOVE && page_mapcount(page) == 1)) {
607                 if (!isolate_huge_page(page, qp->pagelist) &&
608                         (flags & MPOL_MF_STRICT))
609                         /*
610                          * Failed to isolate page but allow migrating pages
611                          * which have been queued.
612                          */
613                         ret = 1;
614         }
615 unlock:
616         spin_unlock(ptl);
617 #else
618         BUG();
619 #endif
620         return ret;
621 }
622
623 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
624 /*
625  * This is used to mark a range of virtual addresses to be inaccessible.
626  * These are later cleared by a NUMA hinting fault. Depending on these
627  * faults, pages may be migrated for better NUMA placement.
628  *
629  * This is assuming that NUMA faults are handled using PROT_NONE. If
630  * an architecture makes a different choice, it will need further
631  * changes to the core.
632  */
633 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
634                         unsigned long addr, unsigned long end)
635 {
636         int nr_updated;
637
638         nr_updated = change_protection(vma, addr, end, PAGE_NONE, MM_CP_PROT_NUMA);
639         if (nr_updated)
640                 count_vm_numa_events(NUMA_PTE_UPDATES, nr_updated);
641
642         return nr_updated;
643 }
644 #else
645 static unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
646                         unsigned long addr, unsigned long end)
647 {
648         return 0;
649 }
650 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
651
652 static int queue_pages_test_walk(unsigned long start, unsigned long end,
653                                 struct mm_walk *walk)
654 {
655         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
656         struct queue_pages *qp = walk->private;
657         unsigned long endvma = vma->vm_end;
658         unsigned long flags = qp->flags;
659
660         /* range check first */
661         VM_BUG_ON_VMA(!range_in_vma(vma, start, end), vma);
662
663         if (!qp->first) {
664                 qp->first = vma;
665                 if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK) &&
666                         (qp->start < vma->vm_start))
667                         /* hole at head side of range */
668                         return -EFAULT;
669         }
670         if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK) &&
671                 ((vma->vm_end < qp->end) &&
672                 (!vma->vm_next || vma->vm_end < vma->vm_next->vm_start)))
673                 /* hole at middle or tail of range */
674                 return -EFAULT;
675
676         /*
677          * Need check MPOL_MF_STRICT to return -EIO if possible
678          * regardless of vma_migratable
679          */
680         if (!vma_migratable(vma) &&
681             !(flags & MPOL_MF_STRICT))
682                 return 1;
683
684         if (endvma > end)
685                 endvma = end;
686
687         if (flags & MPOL_MF_LAZY) {
688                 /* Similar to task_numa_work, skip inaccessible VMAs */
689                 if (!is_vm_hugetlb_page(vma) && vma_is_accessible(vma) &&
690                         !(vma->vm_flags & VM_MIXEDMAP))
691                         change_prot_numa(vma, start, endvma);
692                 return 1;
693         }
694
695         /* queue pages from current vma */
696         if (flags & MPOL_MF_VALID)
697                 return 0;
698         return 1;
699 }
700
701 static const struct mm_walk_ops queue_pages_walk_ops = {
702         .hugetlb_entry          = queue_pages_hugetlb,
703         .pmd_entry              = queue_pages_pte_range,
704         .test_walk              = queue_pages_test_walk,
705 };
706
707 /*
708  * Walk through page tables and collect pages to be migrated.
709  *
710  * If pages found in a given range are on a set of nodes (determined by
711  * @nodes and @flags,) it's isolated and queued to the pagelist which is
712  * passed via @private.
713  *
714  * queue_pages_range() has three possible return values:
715  * 1 - there is unmovable page, but MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
716  *     specified.
717  * 0 - queue pages successfully or no misplaced page.
718  * errno - i.e. misplaced pages with MPOL_MF_STRICT specified (-EIO) or
719  *         memory range specified by nodemask and maxnode points outside
720  *         your accessible address space (-EFAULT)
721  */
722 static int
723 queue_pages_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start, unsigned long end,
724                 nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
725                 struct list_head *pagelist)
726 {
727         int err;
728         struct queue_pages qp = {
729                 .pagelist = pagelist,
730                 .flags = flags,
731                 .nmask = nodes,
732                 .start = start,
733                 .end = end,
734                 .first = NULL,
735         };
736
737         err = walk_page_range(mm, start, end, &queue_pages_walk_ops, &qp);
738
739         if (!qp.first)
740                 /* whole range in hole */
741                 err = -EFAULT;
742
743         return err;
744 }
745
746 /*
747  * Apply policy to a single VMA
748  * This must be called with the mmap_lock held for writing.
749  */
750 static int vma_replace_policy(struct vm_area_struct *vma,
751                                                 struct mempolicy *pol)
752 {
753         int err;
754         struct mempolicy *old;
755         struct mempolicy *new;
756
757         pr_debug("vma %lx-%lx/%lx vm_ops %p vm_file %p set_policy %p\n",
758                  vma->vm_start, vma->vm_end, vma->vm_pgoff,
759                  vma->vm_ops, vma->vm_file,
760                  vma->vm_ops ? vma->vm_ops->set_policy : NULL);
761
762         new = mpol_dup(pol);
763         if (IS_ERR(new))
764                 return PTR_ERR(new);
765
766         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->set_policy) {
767                 err = vma->vm_ops->set_policy(vma, new);
768                 if (err)
769                         goto err_out;
770         }
771
772         old = vma->vm_policy;
773         vma->vm_policy = new; /* protected by mmap_lock */
774         mpol_put(old);
775
776         return 0;
777  err_out:
778         mpol_put(new);
779         return err;
780 }
781
782 /* Step 2: apply policy to a range and do splits. */
783 static int mbind_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
784                        unsigned long end, struct mempolicy *new_pol)
785 {
786         struct vm_area_struct *next;
787         struct vm_area_struct *prev;
788         struct vm_area_struct *vma;
789         int err = 0;
790         pgoff_t pgoff;
791         unsigned long vmstart;
792         unsigned long vmend;
793
794         vma = find_vma(mm, start);
795         VM_BUG_ON(!vma);
796
797         prev = vma->vm_prev;
798         if (start > vma->vm_start)
799                 prev = vma;
800
801         for (; vma && vma->vm_start < end; prev = vma, vma = next) {
802                 next = vma->vm_next;
803                 vmstart = max(start, vma->vm_start);
804                 vmend   = min(end, vma->vm_end);
805
806                 if (mpol_equal(vma_policy(vma), new_pol))
807                         continue;
808
809                 pgoff = vma->vm_pgoff +
810                         ((vmstart - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
811                 prev = vma_merge(mm, prev, vmstart, vmend, vma->vm_flags,
812                                  vma->anon_vma, vma->vm_file, pgoff,
813                                  new_pol, vma->vm_userfaultfd_ctx);
814                 if (prev) {
815                         vma = prev;
816                         next = vma->vm_next;
817                         if (mpol_equal(vma_policy(vma), new_pol))
818                                 continue;
819                         /* vma_merge() joined vma && vma->next, case 8 */
820                         goto replace;
821                 }
822                 if (vma->vm_start != vmstart) {
823                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmstart, 1);
824                         if (err)
825                                 goto out;
826                 }
827                 if (vma->vm_end != vmend) {
828                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmend, 0);
829                         if (err)
830                                 goto out;
831                 }
832  replace:
833                 err = vma_replace_policy(vma, new_pol);
834                 if (err)
835                         goto out;
836         }
837
838  out:
839         return err;
840 }
841
842 /* Set the process memory policy */
843 static long do_set_mempolicy(unsigned short mode, unsigned short flags,
844                              nodemask_t *nodes)
845 {
846         struct mempolicy *new, *old;
847         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
848         int ret;
849
850         if (!scratch)
851                 return -ENOMEM;
852
853         new = mpol_new(mode, flags, nodes);
854         if (IS_ERR(new)) {
855                 ret = PTR_ERR(new);
856                 goto out;
857         }
858
859         if (flags & MPOL_F_NUMA_BALANCING) {
860                 if (new && new->mode == MPOL_BIND) {
861                         new->flags |= (MPOL_F_MOF | MPOL_F_MORON);
862                 } else {
863                         ret = -EINVAL;
864                         mpol_put(new);
865                         goto out;
866                 }
867         }
868
869         ret = mpol_set_nodemask(new, nodes, scratch);
870         if (ret) {
871                 mpol_put(new);
872                 goto out;
873         }
874         task_lock(current);
875         old = current->mempolicy;
876         current->mempolicy = new;
877         if (new && new->mode == MPOL_INTERLEAVE)
878                 current->il_prev = MAX_NUMNODES-1;
879         task_unlock(current);
880         mpol_put(old);
881         ret = 0;
882 out:
883         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
884         return ret;
885 }
886
887 /*
888  * Return nodemask for policy for get_mempolicy() query
889  *
890  * Called with task's alloc_lock held
891  */
892 static void get_policy_nodemask(struct mempolicy *p, nodemask_t *nodes)
893 {
894         nodes_clear(*nodes);
895         if (p == &default_policy)
896                 return;
897
898         switch (p->mode) {
899         case MPOL_BIND:
900         case MPOL_INTERLEAVE:
901         case MPOL_PREFERRED:
902         case MPOL_PREFERRED_MANY:
903                 *nodes = p->nodes;
904                 break;
905         case MPOL_LOCAL:
906                 /* return empty node mask for local allocation */
907                 break;
908         default:
909                 BUG();
910         }
911 }
912
913 static int lookup_node(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
914 {
915         struct page *p = NULL;
916         int err;
917
918         int locked = 1;
919         err = get_user_pages_locked(addr & PAGE_MASK, 1, 0, &p, &locked);
920         if (err > 0) {
921                 err = page_to_nid(p);
922                 put_page(p);
923         }
924         if (locked)
925                 mmap_read_unlock(mm);
926         return err;
927 }
928
929 /* Retrieve NUMA policy */
930 static long do_get_mempolicy(int *policy, nodemask_t *nmask,
931                              unsigned long addr, unsigned long flags)
932 {
933         int err;
934         struct mm_struct *mm = current->mm;
935         struct vm_area_struct *vma = NULL;
936         struct mempolicy *pol = current->mempolicy, *pol_refcount = NULL;
937
938         if (flags &
939                 ~(unsigned long)(MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR|MPOL_F_MEMS_ALLOWED))
940                 return -EINVAL;
941
942         if (flags & MPOL_F_MEMS_ALLOWED) {
943                 if (flags & (MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR))
944                         return -EINVAL;
945                 *policy = 0;    /* just so it's initialized */
946                 task_lock(current);
947                 *nmask  = cpuset_current_mems_allowed;
948                 task_unlock(current);
949                 return 0;
950         }
951
952         if (flags & MPOL_F_ADDR) {
953                 /*
954                  * Do NOT fall back to task policy if the
955                  * vma/shared policy at addr is NULL.  We
956                  * want to return MPOL_DEFAULT in this case.
957                  */
958                 mmap_read_lock(mm);
959                 vma = vma_lookup(mm, addr);
960                 if (!vma) {
961                         mmap_read_unlock(mm);
962                         return -EFAULT;
963                 }
964                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy)
965                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
966                 else
967                         pol = vma->vm_policy;
968         } else if (addr)
969                 return -EINVAL;
970
971         if (!pol)
972                 pol = &default_policy;  /* indicates default behavior */
973
974         if (flags & MPOL_F_NODE) {
975                 if (flags & MPOL_F_ADDR) {
976                         /*
977                          * Take a refcount on the mpol, lookup_node()
978                          * will drop the mmap_lock, so after calling
979                          * lookup_node() only "pol" remains valid, "vma"
980                          * is stale.
981                          */
982                         pol_refcount = pol;
983                         vma = NULL;
984                         mpol_get(pol);
985                         err = lookup_node(mm, addr);
986                         if (err < 0)
987                                 goto out;
988                         *policy = err;
989                 } else if (pol == current->mempolicy &&
990                                 pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
991                         *policy = next_node_in(current->il_prev, pol->nodes);
992                 } else {
993                         err = -EINVAL;
994                         goto out;
995                 }
996         } else {
997                 *policy = pol == &default_policy ? MPOL_DEFAULT :
998                                                 pol->mode;
999                 /*
1000                  * Internal mempolicy flags must be masked off before exposing
1001                  * the policy to userspace.
1002                  */
1003                 *policy |= (pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS);
1004         }
1005
1006         err = 0;
1007         if (nmask) {
1008                 if (mpol_store_user_nodemask(pol)) {
1009                         *nmask = pol->w.user_nodemask;
1010                 } else {
1011                         task_lock(current);
1012                         get_policy_nodemask(pol, nmask);
1013                         task_unlock(current);
1014                 }
1015         }
1016
1017  out:
1018         mpol_cond_put(pol);
1019         if (vma)
1020                 mmap_read_unlock(mm);
1021         if (pol_refcount)
1022                 mpol_put(pol_refcount);
1023         return err;
1024 }
1025
1026 #ifdef CONFIG_MIGRATION
1027 /*
1028  * page migration, thp tail pages can be passed.
1029  */
1030 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1031                                 unsigned long flags)
1032 {
1033         struct page *head = compound_head(page);
1034         /*
1035          * Avoid migrating a page that is shared with others.
1036          */
1037         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) || page_mapcount(head) == 1) {
1038                 if (!isolate_lru_page(head)) {
1039                         list_add_tail(&head->lru, pagelist);
1040                         mod_node_page_state(page_pgdat(head),
1041                                 NR_ISOLATED_ANON + page_is_file_lru(head),
1042                                 thp_nr_pages(head));
1043                 } else if (flags & MPOL_MF_STRICT) {
1044                         /*
1045                          * Non-movable page may reach here.  And, there may be
1046                          * temporary off LRU pages or non-LRU movable pages.
1047                          * Treat them as unmovable pages since they can't be
1048                          * isolated, so they can't be moved at the moment.  It
1049                          * should return -EIO for this case too.
1050                          */
1051                         return -EIO;
1052                 }
1053         }
1054
1055         return 0;
1056 }
1057
1058 /*
1059  * Migrate pages from one node to a target node.
1060  * Returns error or the number of pages not migrated.
1061  */
1062 static int migrate_to_node(struct mm_struct *mm, int source, int dest,
1063                            int flags)
1064 {
1065         nodemask_t nmask;
1066         LIST_HEAD(pagelist);
1067         int err = 0;
1068         struct migration_target_control mtc = {
1069                 .nid = dest,
1070                 .gfp_mask = GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_THISNODE,
1071         };
1072
1073         nodes_clear(nmask);
1074         node_set(source, nmask);
1075
1076         /*
1077          * This does not "check" the range but isolates all pages that
1078          * need migration.  Between passing in the full user address
1079          * space range and MPOL_MF_DISCONTIG_OK, this call can not fail.
1080          */
1081         VM_BUG_ON(!(flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)));
1082         queue_pages_range(mm, mm->mmap->vm_start, mm->task_size, &nmask,
1083                         flags | MPOL_MF_DISCONTIG_OK, &pagelist);
1084
1085         if (!list_empty(&pagelist)) {
1086                 err = migrate_pages(&pagelist, alloc_migration_target, NULL,
1087                                 (unsigned long)&mtc, MIGRATE_SYNC, MR_SYSCALL, NULL);
1088                 if (err)
1089                         putback_movable_pages(&pagelist);
1090         }
1091
1092         return err;
1093 }
1094
1095 /*
1096  * Move pages between the two nodesets so as to preserve the physical
1097  * layout as much as possible.
1098  *
1099  * Returns the number of page that could not be moved.
1100  */
1101 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1102                      const nodemask_t *to, int flags)
1103 {
1104         int busy = 0;
1105         int err = 0;
1106         nodemask_t tmp;
1107
1108         lru_cache_disable();
1109
1110         mmap_read_lock(mm);
1111
1112         /*
1113          * Find a 'source' bit set in 'tmp' whose corresponding 'dest'
1114          * bit in 'to' is not also set in 'tmp'.  Clear the found 'source'
1115          * bit in 'tmp', and return that <source, dest> pair for migration.
1116          * The pair of nodemasks 'to' and 'from' define the map.
1117          *
1118          * If no pair of bits is found that way, fallback to picking some
1119          * pair of 'source' and 'dest' bits that are not the same.  If the
1120          * 'source' and 'dest' bits are the same, this represents a node
1121          * that will be migrating to itself, so no pages need move.
1122          *
1123          * If no bits are left in 'tmp', or if all remaining bits left
1124          * in 'tmp' correspond to the same bit in 'to', return false
1125          * (nothing left to migrate).
1126          *
1127          * This lets us pick a pair of nodes to migrate between, such that
1128          * if possible the dest node is not already occupied by some other
1129          * source node, minimizing the risk of overloading the memory on a
1130          * node that would happen if we migrated incoming memory to a node
1131          * before migrating outgoing memory source that same node.
1132          *
1133          * A single scan of tmp is sufficient.  As we go, we remember the
1134          * most recent <s, d> pair that moved (s != d).  If we find a pair
1135          * that not only moved, but what's better, moved to an empty slot
1136          * (d is not set in tmp), then we break out then, with that pair.
1137          * Otherwise when we finish scanning from_tmp, we at least have the
1138          * most recent <s, d> pair that moved.  If we get all the way through
1139          * the scan of tmp without finding any node that moved, much less
1140          * moved to an empty node, then there is nothing left worth migrating.
1141          */
1142
1143         tmp = *from;
1144         while (!nodes_empty(tmp)) {
1145                 int s, d;
1146                 int source = NUMA_NO_NODE;
1147                 int dest = 0;
1148
1149                 for_each_node_mask(s, tmp) {
1150
1151                         /*
1152                          * do_migrate_pages() tries to maintain the relative
1153                          * node relationship of the pages established between
1154                          * threads and memory areas.
1155                          *
1156                          * However if the number of source nodes is not equal to
1157                          * the number of destination nodes we can not preserve
1158                          * this node relative relationship.  In that case, skip
1159                          * copying memory from a node that is in the destination
1160                          * mask.
1161                          *
1162                          * Example: [2,3,4] -> [3,4,5] moves everything.
1163                          *          [0-7] - > [3,4,5] moves only 0,1,2,6,7.
1164                          */
1165
1166                         if ((nodes_weight(*from) != nodes_weight(*to)) &&
1167                                                 (node_isset(s, *to)))
1168                                 continue;
1169
1170                         d = node_remap(s, *from, *to);
1171                         if (s == d)
1172                                 continue;
1173
1174                         source = s;     /* Node moved. Memorize */
1175                         dest = d;
1176
1177                         /* dest not in remaining from nodes? */
1178                         if (!node_isset(dest, tmp))
1179                                 break;
1180                 }
1181                 if (source == NUMA_NO_NODE)
1182                         break;
1183
1184                 node_clear(source, tmp);
1185                 err = migrate_to_node(mm, source, dest, flags);
1186                 if (err > 0)
1187                         busy += err;
1188                 if (err < 0)
1189                         break;
1190         }
1191         mmap_read_unlock(mm);
1192
1193         lru_cache_enable();
1194         if (err < 0)
1195                 return err;
1196         return busy;
1197
1198 }
1199
1200 /*
1201  * Allocate a new page for page migration based on vma policy.
1202  * Start by assuming the page is mapped by the same vma as contains @start.
1203  * Search forward from there, if not.  N.B., this assumes that the
1204  * list of pages handed to migrate_pages()--which is how we get here--
1205  * is in virtual address order.
1206  */
1207 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start)
1208 {
1209         struct vm_area_struct *vma;
1210         unsigned long address;
1211
1212         vma = find_vma(current->mm, start);
1213         while (vma) {
1214                 address = page_address_in_vma(page, vma);
1215                 if (address != -EFAULT)
1216                         break;
1217                 vma = vma->vm_next;
1218         }
1219
1220         if (PageHuge(page)) {
1221                 return alloc_huge_page_vma(page_hstate(compound_head(page)),
1222                                 vma, address);
1223         } else if (PageTransHuge(page)) {
1224                 struct page *thp;
1225
1226                 thp = alloc_hugepage_vma(GFP_TRANSHUGE, vma, address,
1227                                          HPAGE_PMD_ORDER);
1228                 if (!thp)
1229                         return NULL;
1230                 prep_transhuge_page(thp);
1231                 return thp;
1232         }
1233         /*
1234          * if !vma, alloc_page_vma() will use task or system default policy
1235          */
1236         return alloc_page_vma(GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_RETRY_MAYFAIL,
1237                         vma, address);
1238 }
1239 #else
1240
1241 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1242                                 unsigned long flags)
1243 {
1244         return -EIO;
1245 }
1246
1247 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1248                      const nodemask_t *to, int flags)
1249 {
1250         return -ENOSYS;
1251 }
1252
1253 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start)
1254 {
1255         return NULL;
1256 }
1257 #endif
1258
1259 static long do_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1260                      unsigned short mode, unsigned short mode_flags,
1261                      nodemask_t *nmask, unsigned long flags)
1262 {
1263         struct mm_struct *mm = current->mm;
1264         struct mempolicy *new;
1265         unsigned long end;
1266         int err;
1267         int ret;
1268         LIST_HEAD(pagelist);
1269
1270         if (flags & ~(unsigned long)MPOL_MF_VALID)
1271                 return -EINVAL;
1272         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1273                 return -EPERM;
1274
1275         if (start & ~PAGE_MASK)
1276                 return -EINVAL;
1277
1278         if (mode == MPOL_DEFAULT)
1279                 flags &= ~MPOL_MF_STRICT;
1280
1281         len = (len + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
1282         end = start + len;
1283
1284         if (end < start)
1285                 return -EINVAL;
1286         if (end == start)
1287                 return 0;
1288
1289         new = mpol_new(mode, mode_flags, nmask);
1290         if (IS_ERR(new))
1291                 return PTR_ERR(new);
1292
1293         if (flags & MPOL_MF_LAZY)
1294                 new->flags |= MPOL_F_MOF;
1295
1296         /*
1297          * If we are using the default policy then operation
1298          * on discontinuous address spaces is okay after all
1299          */
1300         if (!new)
1301                 flags |= MPOL_MF_DISCONTIG_OK;
1302
1303         pr_debug("mbind %lx-%lx mode:%d flags:%d nodes:%lx\n",
1304                  start, start + len, mode, mode_flags,
1305                  nmask ? nodes_addr(*nmask)[0] : NUMA_NO_NODE);
1306
1307         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
1308
1309                 lru_cache_disable();
1310         }
1311         {
1312                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1313                 if (scratch) {
1314                         mmap_write_lock(mm);
1315                         err = mpol_set_nodemask(new, nmask, scratch);
1316                         if (err)
1317                                 mmap_write_unlock(mm);
1318                 } else
1319                         err = -ENOMEM;
1320                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1321         }
1322         if (err)
1323                 goto mpol_out;
1324
1325         ret = queue_pages_range(mm, start, end, nmask,
1326                           flags | MPOL_MF_INVERT, &pagelist);
1327
1328         if (ret < 0) {
1329                 err = ret;
1330                 goto up_out;
1331         }
1332
1333         err = mbind_range(mm, start, end, new);
1334
1335         if (!err) {
1336                 int nr_failed = 0;
1337
1338                 if (!list_empty(&pagelist)) {
1339                         WARN_ON_ONCE(flags & MPOL_MF_LAZY);
1340                         nr_failed = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL,
1341                                 start, MIGRATE_SYNC, MR_MEMPOLICY_MBIND, NULL);
1342                         if (nr_failed)
1343                                 putback_movable_pages(&pagelist);
1344                 }
1345
1346                 if ((ret > 0) || (nr_failed && (flags & MPOL_MF_STRICT)))
1347                         err = -EIO;
1348         } else {
1349 up_out:
1350                 if (!list_empty(&pagelist))
1351                         putback_movable_pages(&pagelist);
1352         }
1353
1354         mmap_write_unlock(mm);
1355 mpol_out:
1356         mpol_put(new);
1357         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL))
1358                 lru_cache_enable();
1359         return err;
1360 }
1361
1362 /*
1363  * User space interface with variable sized bitmaps for nodelists.
1364  */
1365 static int get_bitmap(unsigned long *mask, const unsigned long __user *nmask,
1366                       unsigned long maxnode)
1367 {
1368         unsigned long nlongs = BITS_TO_LONGS(maxnode);
1369         int ret;
1370
1371         if (in_compat_syscall())
1372                 ret = compat_get_bitmap(mask,
1373                                         (const compat_ulong_t __user *)nmask,
1374                                         maxnode);
1375         else
1376                 ret = copy_from_user(mask, nmask,
1377                                      nlongs * sizeof(unsigned long));
1378
1379         if (ret)
1380                 return -EFAULT;
1381
1382         if (maxnode % BITS_PER_LONG)
1383                 mask[nlongs - 1] &= (1UL << (maxnode % BITS_PER_LONG)) - 1;
1384
1385         return 0;
1386 }
1387
1388 /* Copy a node mask from user space. */
1389 static int get_nodes(nodemask_t *nodes, const unsigned long __user *nmask,
1390                      unsigned long maxnode)
1391 {
1392         --maxnode;
1393         nodes_clear(*nodes);
1394         if (maxnode == 0 || !nmask)
1395                 return 0;
1396         if (maxnode > PAGE_SIZE*BITS_PER_BYTE)
1397                 return -EINVAL;
1398
1399         /*
1400          * When the user specified more nodes than supported just check
1401          * if the non supported part is all zero, one word at a time,
1402          * starting at the end.
1403          */
1404         while (maxnode > MAX_NUMNODES) {
1405                 unsigned long bits = min_t(unsigned long, maxnode, BITS_PER_LONG);
1406                 unsigned long t;
1407
1408                 if (get_bitmap(&t, &nmask[maxnode / BITS_PER_LONG], bits))
1409                         return -EFAULT;
1410
1411                 if (maxnode - bits >= MAX_NUMNODES) {
1412                         maxnode -= bits;
1413                 } else {
1414                         maxnode = MAX_NUMNODES;
1415                         t &= ~((1UL << (MAX_NUMNODES % BITS_PER_LONG)) - 1);
1416                 }
1417                 if (t)
1418                         return -EINVAL;
1419         }
1420
1421         return get_bitmap(nodes_addr(*nodes), nmask, maxnode);
1422 }
1423
1424 /* Copy a kernel node mask to user space */
1425 static int copy_nodes_to_user(unsigned long __user *mask, unsigned long maxnode,
1426                               nodemask_t *nodes)
1427 {
1428         unsigned long copy = ALIGN(maxnode-1, 64) / 8;
1429         unsigned int nbytes = BITS_TO_LONGS(nr_node_ids) * sizeof(long);
1430         bool compat = in_compat_syscall();
1431
1432         if (compat)
1433                 nbytes = BITS_TO_COMPAT_LONGS(nr_node_ids) * sizeof(compat_long_t);
1434
1435         if (copy > nbytes) {
1436                 if (copy > PAGE_SIZE)
1437                         return -EINVAL;
1438                 if (clear_user((char __user *)mask + nbytes, copy - nbytes))
1439                         return -EFAULT;
1440                 copy = nbytes;
1441                 maxnode = nr_node_ids;
1442         }
1443
1444         if (compat)
1445                 return compat_put_bitmap((compat_ulong_t __user *)mask,
1446                                          nodes_addr(*nodes), maxnode);
1447
1448         return copy_to_user(mask, nodes_addr(*nodes), copy) ? -EFAULT : 0;
1449 }
1450
1451 /* Basic parameter sanity check used by both mbind() and set_mempolicy() */
1452 static inline int sanitize_mpol_flags(int *mode, unsigned short *flags)
1453 {
1454         *flags = *mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1455         *mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1456
1457         if ((unsigned int)(*mode) >=  MPOL_MAX)
1458                 return -EINVAL;
1459         if ((*flags & MPOL_F_STATIC_NODES) && (*flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1460                 return -EINVAL;
1461
1462         return 0;
1463 }
1464
1465 static long kernel_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1466                          unsigned long mode, const unsigned long __user *nmask,
1467                          unsigned long maxnode, unsigned int flags)
1468 {
1469         unsigned short mode_flags;
1470         nodemask_t nodes;
1471         int lmode = mode;
1472         int err;
1473
1474         start = untagged_addr(start);
1475         err = sanitize_mpol_flags(&lmode, &mode_flags);
1476         if (err)
1477                 return err;
1478
1479         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1480         if (err)
1481                 return err;
1482
1483         return do_mbind(start, len, lmode, mode_flags, &nodes, flags);
1484 }
1485
1486 SYSCALL_DEFINE6(mbind, unsigned long, start, unsigned long, len,
1487                 unsigned long, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1488                 unsigned long, maxnode, unsigned int, flags)
1489 {
1490         return kernel_mbind(start, len, mode, nmask, maxnode, flags);
1491 }
1492
1493 /* Set the process memory policy */
1494 static long kernel_set_mempolicy(int mode, const unsigned long __user *nmask,
1495                                  unsigned long maxnode)
1496 {
1497         unsigned short mode_flags;
1498         nodemask_t nodes;
1499         int lmode = mode;
1500         int err;
1501
1502         err = sanitize_mpol_flags(&lmode, &mode_flags);
1503         if (err)
1504                 return err;
1505
1506         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1507         if (err)
1508                 return err;
1509
1510         return do_set_mempolicy(lmode, mode_flags, &nodes);
1511 }
1512
1513 SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1514                 unsigned long, maxnode)
1515 {
1516         return kernel_set_mempolicy(mode, nmask, maxnode);
1517 }
1518
1519 static int kernel_migrate_pages(pid_t pid, unsigned long maxnode,
1520                                 const unsigned long __user *old_nodes,
1521                                 const unsigned long __user *new_nodes)
1522 {
1523         struct mm_struct *mm = NULL;
1524         struct task_struct *task;
1525         nodemask_t task_nodes;
1526         int err;
1527         nodemask_t *old;
1528         nodemask_t *new;
1529         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1530
1531         if (!scratch)
1532                 return -ENOMEM;
1533
1534         old = &scratch->mask1;
1535         new = &scratch->mask2;
1536
1537         err = get_nodes(old, old_nodes, maxnode);
1538         if (err)
1539                 goto out;
1540
1541         err = get_nodes(new, new_nodes, maxnode);
1542         if (err)
1543                 goto out;
1544
1545         /* Find the mm_struct */
1546         rcu_read_lock();
1547         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1548         if (!task) {
1549                 rcu_read_unlock();
1550                 err = -ESRCH;
1551                 goto out;
1552         }
1553         get_task_struct(task);
1554
1555         err = -EINVAL;
1556
1557         /*
1558          * Check if this process has the right to modify the specified process.
1559          * Use the regular "ptrace_may_access()" checks.
1560          */
1561         if (!ptrace_may_access(task, PTRACE_MODE_READ_REALCREDS)) {
1562                 rcu_read_unlock();
1563                 err = -EPERM;
1564                 goto out_put;
1565         }
1566         rcu_read_unlock();
1567
1568         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1569         /* Is the user allowed to access the target nodes? */
1570         if (!nodes_subset(*new, task_nodes) && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1571                 err = -EPERM;
1572                 goto out_put;
1573         }
1574
1575         task_nodes = cpuset_mems_allowed(current);
1576         nodes_and(*new, *new, task_nodes);
1577         if (nodes_empty(*new))
1578                 goto out_put;
1579
1580         err = security_task_movememory(task);
1581         if (err)
1582                 goto out_put;
1583
1584         mm = get_task_mm(task);
1585         put_task_struct(task);
1586
1587         if (!mm) {
1588                 err = -EINVAL;
1589                 goto out;
1590         }
1591
1592         err = do_migrate_pages(mm, old, new,
1593                 capable(CAP_SYS_NICE) ? MPOL_MF_MOVE_ALL : MPOL_MF_MOVE);
1594
1595         mmput(mm);
1596 out:
1597         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1598
1599         return err;
1600
1601 out_put:
1602         put_task_struct(task);
1603         goto out;
1604
1605 }
1606
1607 SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, pid_t, pid, unsigned long, maxnode,
1608                 const unsigned long __user *, old_nodes,
1609                 const unsigned long __user *, new_nodes)
1610 {
1611         return kernel_migrate_pages(pid, maxnode, old_nodes, new_nodes);
1612 }
1613
1614
1615 /* Retrieve NUMA policy */
1616 static int kernel_get_mempolicy(int __user *policy,
1617                                 unsigned long __user *nmask,
1618                                 unsigned long maxnode,
1619                                 unsigned long addr,
1620                                 unsigned long flags)
1621 {
1622         int err;
1623         int pval;
1624         nodemask_t nodes;
1625
1626         if (nmask != NULL && maxnode < nr_node_ids)
1627                 return -EINVAL;
1628
1629         addr = untagged_addr(addr);
1630
1631         err = do_get_mempolicy(&pval, &nodes, addr, flags);
1632
1633         if (err)
1634                 return err;
1635
1636         if (policy && put_user(pval, policy))
1637                 return -EFAULT;
1638
1639         if (nmask)
1640                 err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, &nodes);
1641
1642         return err;
1643 }
1644
1645 SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1646                 unsigned long __user *, nmask, unsigned long, maxnode,
1647                 unsigned long, addr, unsigned long, flags)
1648 {
1649         return kernel_get_mempolicy(policy, nmask, maxnode, addr, flags);
1650 }
1651
1652 #ifdef CONFIG_COMPAT
1653
1654 COMPAT_SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1655                        compat_ulong_t __user *, nmask,
1656                        compat_ulong_t, maxnode,
1657                        compat_ulong_t, addr, compat_ulong_t, flags)
1658 {
1659         return kernel_get_mempolicy(policy, (unsigned long __user *)nmask,
1660                                     maxnode, addr, flags);
1661 }
1662
1663 COMPAT_SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, compat_ulong_t __user *, nmask,
1664                        compat_ulong_t, maxnode)
1665 {
1666         return kernel_set_mempolicy(mode, (unsigned long __user *)nmask, maxnode);
1667 }
1668
1669 COMPAT_SYSCALL_DEFINE6(mbind, compat_ulong_t, start, compat_ulong_t, len,
1670                        compat_ulong_t, mode, compat_ulong_t __user *, nmask,
1671                        compat_ulong_t, maxnode, compat_ulong_t, flags)
1672 {
1673         return kernel_mbind(start, len, mode, (unsigned long __user *)nmask,
1674                             maxnode, flags);
1675 }
1676
1677 COMPAT_SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, compat_pid_t, pid,
1678                        compat_ulong_t, maxnode,
1679                        const compat_ulong_t __user *, old_nodes,
1680                        const compat_ulong_t __user *, new_nodes)
1681 {
1682         return kernel_migrate_pages(pid, maxnode,
1683                                     (const unsigned long __user *)old_nodes,
1684                                     (const unsigned long __user *)new_nodes);
1685 }
1686
1687 #endif /* CONFIG_COMPAT */
1688
1689 bool vma_migratable(struct vm_area_struct *vma)
1690 {
1691         if (vma->vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP))
1692                 return false;
1693
1694         /*
1695          * DAX device mappings require predictable access latency, so avoid
1696          * incurring periodic faults.
1697          */
1698         if (vma_is_dax(vma))
1699                 return false;
1700
1701         if (is_vm_hugetlb_page(vma) &&
1702                 !hugepage_migration_supported(hstate_vma(vma)))
1703                 return false;
1704
1705         /*
1706          * Migration allocates pages in the highest zone. If we cannot
1707          * do so then migration (at least from node to node) is not
1708          * possible.
1709          */
1710         if (vma->vm_file &&
1711                 gfp_zone(mapping_gfp_mask(vma->vm_file->f_mapping))
1712                         < policy_zone)
1713                 return false;
1714         return true;
1715 }
1716
1717 struct mempolicy *__get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1718                                                 unsigned long addr)
1719 {
1720         struct mempolicy *pol = NULL;
1721
1722         if (vma) {
1723                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1724                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
1725                 } else if (vma->vm_policy) {
1726                         pol = vma->vm_policy;
1727
1728                         /*
1729                          * shmem_alloc_page() passes MPOL_F_SHARED policy with
1730                          * a pseudo vma whose vma->vm_ops=NULL. Take a reference
1731                          * count on these policies which will be dropped by
1732                          * mpol_cond_put() later
1733                          */
1734                         if (mpol_needs_cond_ref(pol))
1735                                 mpol_get(pol);
1736                 }
1737         }
1738
1739         return pol;
1740 }
1741
1742 /*
1743  * get_vma_policy(@vma, @addr)
1744  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
1745  * @addr: address in @vma for shared policy lookup
1746  *
1747  * Returns effective policy for a VMA at specified address.
1748  * Falls back to current->mempolicy or system default policy, as necessary.
1749  * Shared policies [those marked as MPOL_F_SHARED] require an extra reference
1750  * count--added by the get_policy() vm_op, as appropriate--to protect against
1751  * freeing by another task.  It is the caller's responsibility to free the
1752  * extra reference for shared policies.
1753  */
1754 static struct mempolicy *get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1755                                                 unsigned long addr)
1756 {
1757         struct mempolicy *pol = __get_vma_policy(vma, addr);
1758
1759         if (!pol)
1760                 pol = get_task_policy(current);
1761
1762         return pol;
1763 }
1764
1765 bool vma_policy_mof(struct vm_area_struct *vma)
1766 {
1767         struct mempolicy *pol;
1768
1769         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1770                 bool ret = false;
1771
1772                 pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, vma->vm_start);
1773                 if (pol && (pol->flags & MPOL_F_MOF))
1774                         ret = true;
1775                 mpol_cond_put(pol);
1776
1777                 return ret;
1778         }
1779
1780         pol = vma->vm_policy;
1781         if (!pol)
1782                 pol = get_task_policy(current);
1783
1784         return pol->flags & MPOL_F_MOF;
1785 }
1786
1787 static int apply_policy_zone(struct mempolicy *policy, enum zone_type zone)
1788 {
1789         enum zone_type dynamic_policy_zone = policy_zone;
1790
1791         BUG_ON(dynamic_policy_zone == ZONE_MOVABLE);
1792
1793         /*
1794          * if policy->nodes has movable memory only,
1795          * we apply policy when gfp_zone(gfp) = ZONE_MOVABLE only.
1796          *
1797          * policy->nodes is intersect with node_states[N_MEMORY].
1798          * so if the following test fails, it implies
1799          * policy->nodes has movable memory only.
1800          */
1801         if (!nodes_intersects(policy->nodes, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
1802                 dynamic_policy_zone = ZONE_MOVABLE;
1803
1804         return zone >= dynamic_policy_zone;
1805 }
1806
1807 /*
1808  * Return a nodemask representing a mempolicy for filtering nodes for
1809  * page allocation
1810  */
1811 nodemask_t *policy_nodemask(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1812 {
1813         int mode = policy->mode;
1814
1815         /* Lower zones don't get a nodemask applied for MPOL_BIND */
1816         if (unlikely(mode == MPOL_BIND) &&
1817                 apply_policy_zone(policy, gfp_zone(gfp)) &&
1818                 cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(&policy->nodes))
1819                 return &policy->nodes;
1820
1821         if (mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
1822                 return &policy->nodes;
1823
1824         return NULL;
1825 }
1826
1827 /*
1828  * Return the  preferred node id for 'prefer' mempolicy, and return
1829  * the given id for all other policies.
1830  *
1831  * policy_node() is always coupled with policy_nodemask(), which
1832  * secures the nodemask limit for 'bind' and 'prefer-many' policy.
1833  */
1834 static int policy_node(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy, int nd)
1835 {
1836         if (policy->mode == MPOL_PREFERRED) {
1837                 nd = first_node(policy->nodes);
1838         } else {
1839                 /*
1840                  * __GFP_THISNODE shouldn't even be used with the bind policy
1841                  * because we might easily break the expectation to stay on the
1842                  * requested node and not break the policy.
1843                  */
1844                 WARN_ON_ONCE(policy->mode == MPOL_BIND && (gfp & __GFP_THISNODE));
1845         }
1846
1847         return nd;
1848 }
1849
1850 /* Do dynamic interleaving for a process */
1851 static unsigned interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
1852 {
1853         unsigned next;
1854         struct task_struct *me = current;
1855
1856         next = next_node_in(me->il_prev, policy->nodes);
1857         if (next < MAX_NUMNODES)
1858                 me->il_prev = next;
1859         return next;
1860 }
1861
1862 /*
1863  * Depending on the memory policy provide a node from which to allocate the
1864  * next slab entry.
1865  */
1866 unsigned int mempolicy_slab_node(void)
1867 {
1868         struct mempolicy *policy;
1869         int node = numa_mem_id();
1870
1871         if (!in_task())
1872                 return node;
1873
1874         policy = current->mempolicy;
1875         if (!policy)
1876                 return node;
1877
1878         switch (policy->mode) {
1879         case MPOL_PREFERRED:
1880                 return first_node(policy->nodes);
1881
1882         case MPOL_INTERLEAVE:
1883                 return interleave_nodes(policy);
1884
1885         case MPOL_BIND:
1886         case MPOL_PREFERRED_MANY:
1887         {
1888                 struct zoneref *z;
1889
1890                 /*
1891                  * Follow bind policy behavior and start allocation at the
1892                  * first node.
1893                  */
1894                 struct zonelist *zonelist;
1895                 enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(GFP_KERNEL);
1896                 zonelist = &NODE_DATA(node)->node_zonelists[ZONELIST_FALLBACK];
1897                 z = first_zones_zonelist(zonelist, highest_zoneidx,
1898                                                         &policy->nodes);
1899                 return z->zone ? zone_to_nid(z->zone) : node;
1900         }
1901         case MPOL_LOCAL:
1902                 return node;
1903
1904         default:
1905                 BUG();
1906         }
1907 }
1908
1909 /*
1910  * Do static interleaving for a VMA with known offset @n.  Returns the n'th
1911  * node in pol->nodes (starting from n=0), wrapping around if n exceeds the
1912  * number of present nodes.
1913  */
1914 static unsigned offset_il_node(struct mempolicy *pol, unsigned long n)
1915 {
1916         unsigned nnodes = nodes_weight(pol->nodes);
1917         unsigned target;
1918         int i;
1919         int nid;
1920
1921         if (!nnodes)
1922                 return numa_node_id();
1923         target = (unsigned int)n % nnodes;
1924         nid = first_node(pol->nodes);
1925         for (i = 0; i < target; i++)
1926                 nid = next_node(nid, pol->nodes);
1927         return nid;
1928 }
1929
1930 /* Determine a node number for interleave */
1931 static inline unsigned interleave_nid(struct mempolicy *pol,
1932                  struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, int shift)
1933 {
1934         if (vma) {
1935                 unsigned long off;
1936
1937                 /*
1938                  * for small pages, there is no difference between
1939                  * shift and PAGE_SHIFT, so the bit-shift is safe.
1940                  * for huge pages, since vm_pgoff is in units of small
1941                  * pages, we need to shift off the always 0 bits to get
1942                  * a useful offset.
1943                  */
1944                 BUG_ON(shift < PAGE_SHIFT);
1945                 off = vma->vm_pgoff >> (shift - PAGE_SHIFT);
1946                 off += (addr - vma->vm_start) >> shift;
1947                 return offset_il_node(pol, off);
1948         } else
1949                 return interleave_nodes(pol);
1950 }
1951
1952 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
1953 /*
1954  * huge_node(@vma, @addr, @gfp_flags, @mpol)
1955  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
1956  * @addr: address in @vma for shared policy lookup and interleave policy
1957  * @gfp_flags: for requested zone
1958  * @mpol: pointer to mempolicy pointer for reference counted mempolicy
1959  * @nodemask: pointer to nodemask pointer for 'bind' and 'prefer-many' policy
1960  *
1961  * Returns a nid suitable for a huge page allocation and a pointer
1962  * to the struct mempolicy for conditional unref after allocation.
1963  * If the effective policy is 'bind' or 'prefer-many', returns a pointer
1964  * to the mempolicy's @nodemask for filtering the zonelist.
1965  *
1966  * Must be protected by read_mems_allowed_begin()
1967  */
1968 int huge_node(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, gfp_t gfp_flags,
1969                                 struct mempolicy **mpol, nodemask_t **nodemask)
1970 {
1971         int nid;
1972         int mode;
1973
1974         *mpol = get_vma_policy(vma, addr);
1975         *nodemask = NULL;
1976         mode = (*mpol)->mode;
1977
1978         if (unlikely(mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
1979                 nid = interleave_nid(*mpol, vma, addr,
1980                                         huge_page_shift(hstate_vma(vma)));
1981         } else {
1982                 nid = policy_node(gfp_flags, *mpol, numa_node_id());
1983                 if (mode == MPOL_BIND || mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
1984                         *nodemask = &(*mpol)->nodes;
1985         }
1986         return nid;
1987 }
1988
1989 /*
1990  * init_nodemask_of_mempolicy
1991  *
1992  * If the current task's mempolicy is "default" [NULL], return 'false'
1993  * to indicate default policy.  Otherwise, extract the policy nodemask
1994  * for 'bind' or 'interleave' policy into the argument nodemask, or
1995  * initialize the argument nodemask to contain the single node for
1996  * 'preferred' or 'local' policy and return 'true' to indicate presence
1997  * of non-default mempolicy.
1998  *
1999  * We don't bother with reference counting the mempolicy [mpol_get/put]
2000  * because the current task is examining it's own mempolicy and a task's
2001  * mempolicy is only ever changed by the task itself.
2002  *
2003  * N.B., it is the caller's responsibility to free a returned nodemask.
2004  */
2005 bool init_nodemask_of_mempolicy(nodemask_t *mask)
2006 {
2007         struct mempolicy *mempolicy;
2008
2009         if (!(mask && current->mempolicy))
2010                 return false;
2011
2012         task_lock(current);
2013         mempolicy = current->mempolicy;
2014         switch (mempolicy->mode) {
2015         case MPOL_PREFERRED:
2016         case MPOL_PREFERRED_MANY:
2017         case MPOL_BIND:
2018         case MPOL_INTERLEAVE:
2019                 *mask = mempolicy->nodes;
2020                 break;
2021
2022         case MPOL_LOCAL:
2023                 init_nodemask_of_node(mask, numa_node_id());
2024                 break;
2025
2026         default:
2027                 BUG();
2028         }
2029         task_unlock(current);
2030
2031         return true;
2032 }
2033 #endif
2034
2035 /*
2036  * mempolicy_in_oom_domain
2037  *
2038  * If tsk's mempolicy is "bind", check for intersection between mask and
2039  * the policy nodemask. Otherwise, return true for all other policies
2040  * including "interleave", as a tsk with "interleave" policy may have
2041  * memory allocated from all nodes in system.
2042  *
2043  * Takes task_lock(tsk) to prevent freeing of its mempolicy.
2044  */
2045 bool mempolicy_in_oom_domain(struct task_struct *tsk,
2046                                         const nodemask_t *mask)
2047 {
2048         struct mempolicy *mempolicy;
2049         bool ret = true;
2050
2051         if (!mask)
2052                 return ret;
2053
2054         task_lock(tsk);
2055         mempolicy = tsk->mempolicy;
2056         if (mempolicy && mempolicy->mode == MPOL_BIND)
2057                 ret = nodes_intersects(mempolicy->nodes, *mask);
2058         task_unlock(tsk);
2059
2060         return ret;
2061 }
2062
2063 /* Allocate a page in interleaved policy.
2064    Own path because it needs to do special accounting. */
2065 static struct page *alloc_page_interleave(gfp_t gfp, unsigned order,
2066                                         unsigned nid)
2067 {
2068         struct page *page;
2069
2070         page = __alloc_pages(gfp, order, nid, NULL);
2071         /* skip NUMA_INTERLEAVE_HIT counter update if numa stats is disabled */
2072         if (!static_branch_likely(&vm_numa_stat_key))
2073                 return page;
2074         if (page && page_to_nid(page) == nid) {
2075                 preempt_disable();
2076                 __count_numa_event(page_zone(page), NUMA_INTERLEAVE_HIT);
2077                 preempt_enable();
2078         }
2079         return page;
2080 }
2081
2082 static struct page *alloc_pages_preferred_many(gfp_t gfp, unsigned int order,
2083                                                 int nid, struct mempolicy *pol)
2084 {
2085         struct page *page;
2086         gfp_t preferred_gfp;
2087
2088         /*
2089          * This is a two pass approach. The first pass will only try the
2090          * preferred nodes but skip the direct reclaim and allow the
2091          * allocation to fail, while the second pass will try all the
2092          * nodes in system.
2093          */
2094         preferred_gfp = gfp | __GFP_NOWARN;
2095         preferred_gfp &= ~(__GFP_DIRECT_RECLAIM | __GFP_NOFAIL);
2096         page = __alloc_pages(preferred_gfp, order, nid, &pol->nodes);
2097         if (!page)
2098                 page = __alloc_pages(gfp, order, numa_node_id(), NULL);
2099
2100         return page;
2101 }
2102
2103 /**
2104  * alloc_pages_vma - Allocate a page for a VMA.
2105  * @gfp: GFP flags.
2106  * @order: Order of the GFP allocation.
2107  * @vma: Pointer to VMA or NULL if not available.
2108  * @addr: Virtual address of the allocation.  Must be inside @vma.
2109  * @node: Which node to prefer for allocation (modulo policy).
2110  * @hugepage: For hugepages try only the preferred node if possible.
2111  *
2112  * Allocate a page for a specific address in @vma, using the appropriate
2113  * NUMA policy.  When @vma is not NULL the caller must hold the mmap_lock
2114  * of the mm_struct of the VMA to prevent it from going away.  Should be
2115  * used for all allocations for pages that will be mapped into user space.
2116  *
2117  * Return: The page on success or NULL if allocation fails.
2118  */
2119 struct page *alloc_pages_vma(gfp_t gfp, int order, struct vm_area_struct *vma,
2120                 unsigned long addr, int node, bool hugepage)
2121 {
2122         struct mempolicy *pol;
2123         struct page *page;
2124         int preferred_nid;
2125         nodemask_t *nmask;
2126
2127         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2128
2129         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
2130                 unsigned nid;
2131
2132                 nid = interleave_nid(pol, vma, addr, PAGE_SHIFT + order);
2133                 mpol_cond_put(pol);
2134                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, nid);
2135                 goto out;
2136         }
2137
2138         if (pol->mode == MPOL_PREFERRED_MANY) {
2139                 page = alloc_pages_preferred_many(gfp, order, node, pol);
2140                 mpol_cond_put(pol);
2141                 goto out;
2142         }
2143
2144         if (unlikely(IS_ENABLED(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) && hugepage)) {
2145                 int hpage_node = node;
2146
2147                 /*
2148                  * For hugepage allocation and non-interleave policy which
2149                  * allows the current node (or other explicitly preferred
2150                  * node) we only try to allocate from the current/preferred
2151                  * node and don't fall back to other nodes, as the cost of
2152                  * remote accesses would likely offset THP benefits.
2153                  *
2154                  * If the policy is interleave or does not allow the current
2155                  * node in its nodemask, we allocate the standard way.
2156                  */
2157                 if (pol->mode == MPOL_PREFERRED)
2158                         hpage_node = first_node(pol->nodes);
2159
2160                 nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2161                 if (!nmask || node_isset(hpage_node, *nmask)) {
2162                         mpol_cond_put(pol);
2163                         /*
2164                          * First, try to allocate THP only on local node, but
2165                          * don't reclaim unnecessarily, just compact.
2166                          */
2167                         page = __alloc_pages_node(hpage_node,
2168                                 gfp | __GFP_THISNODE | __GFP_NORETRY, order);
2169
2170                         /*
2171                          * If hugepage allocations are configured to always
2172                          * synchronous compact or the vma has been madvised
2173                          * to prefer hugepage backing, retry allowing remote
2174                          * memory with both reclaim and compact as well.
2175                          */
2176                         if (!page && (gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM))
2177                                 page = __alloc_pages_node(hpage_node,
2178                                                                 gfp, order);
2179
2180                         goto out;
2181                 }
2182         }
2183
2184         nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2185         preferred_nid = policy_node(gfp, pol, node);
2186         page = __alloc_pages(gfp, order, preferred_nid, nmask);
2187         mpol_cond_put(pol);
2188 out:
2189         return page;
2190 }
2191 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_vma);
2192
2193 /**
2194  * alloc_pages - Allocate pages.
2195  * @gfp: GFP flags.
2196  * @order: Power of two of number of pages to allocate.
2197  *
2198  * Allocate 1 << @order contiguous pages.  The physical address of the
2199  * first page is naturally aligned (eg an order-3 allocation will be aligned
2200  * to a multiple of 8 * PAGE_SIZE bytes).  The NUMA policy of the current
2201  * process is honoured when in process context.
2202  *
2203  * Context: Can be called from any context, providing the appropriate GFP
2204  * flags are used.
2205  * Return: The page on success or NULL if allocation fails.
2206  */
2207 struct page *alloc_pages(gfp_t gfp, unsigned order)
2208 {
2209         struct mempolicy *pol = &default_policy;
2210         struct page *page;
2211
2212         if (!in_interrupt() && !(gfp & __GFP_THISNODE))
2213                 pol = get_task_policy(current);
2214
2215         /*
2216          * No reference counting needed for current->mempolicy
2217          * nor system default_policy
2218          */
2219         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
2220                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, interleave_nodes(pol));
2221         else if (pol->mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
2222                 page = alloc_pages_preferred_many(gfp, order,
2223                                 numa_node_id(), pol);
2224         else
2225                 page = __alloc_pages(gfp, order,
2226                                 policy_node(gfp, pol, numa_node_id()),
2227                                 policy_nodemask(gfp, pol));
2228
2229         return page;
2230 }
2231 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages);
2232
2233 int vma_dup_policy(struct vm_area_struct *src, struct vm_area_struct *dst)
2234 {
2235         struct mempolicy *pol = mpol_dup(vma_policy(src));
2236
2237         if (IS_ERR(pol))
2238                 return PTR_ERR(pol);
2239         dst->vm_policy = pol;
2240         return 0;
2241 }
2242
2243 /*
2244  * If mpol_dup() sees current->cpuset == cpuset_being_rebound, then it
2245  * rebinds the mempolicy its copying by calling mpol_rebind_policy()
2246  * with the mems_allowed returned by cpuset_mems_allowed().  This
2247  * keeps mempolicies cpuset relative after its cpuset moves.  See
2248  * further kernel/cpuset.c update_nodemask().
2249  *
2250  * current's mempolicy may be rebinded by the other task(the task that changes
2251  * cpuset's mems), so we needn't do rebind work for current task.
2252  */
2253
2254 /* Slow path of a mempolicy duplicate */
2255 struct mempolicy *__mpol_dup(struct mempolicy *old)
2256 {
2257         struct mempolicy *new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2258
2259         if (!new)
2260                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2261
2262         /* task's mempolicy is protected by alloc_lock */
2263         if (old == current->mempolicy) {
2264                 task_lock(current);
2265                 *new = *old;
2266                 task_unlock(current);
2267         } else
2268                 *new = *old;
2269
2270         if (current_cpuset_is_being_rebound()) {
2271                 nodemask_t mems = cpuset_mems_allowed(current);
2272                 mpol_rebind_policy(new, &mems);
2273         }
2274         atomic_set(&new->refcnt, 1);
2275         return new;
2276 }
2277
2278 /* Slow path of a mempolicy comparison */
2279 bool __mpol_equal(struct mempolicy *a, struct mempolicy *b)
2280 {
2281         if (!a || !b)
2282                 return false;
2283         if (a->mode != b->mode)
2284                 return false;
2285         if (a->flags != b->flags)
2286                 return false;
2287         if (mpol_store_user_nodemask(a))
2288                 if (!nodes_equal(a->w.user_nodemask, b->w.user_nodemask))
2289                         return false;
2290
2291         switch (a->mode) {
2292         case MPOL_BIND:
2293         case MPOL_INTERLEAVE:
2294         case MPOL_PREFERRED:
2295         case MPOL_PREFERRED_MANY:
2296                 return !!nodes_equal(a->nodes, b->nodes);
2297         case MPOL_LOCAL:
2298                 return true;
2299         default:
2300                 BUG();
2301                 return false;
2302         }
2303 }
2304
2305 /*
2306  * Shared memory backing store policy support.
2307  *
2308  * Remember policies even when nobody has shared memory mapped.
2309  * The policies are kept in Red-Black tree linked from the inode.
2310  * They are protected by the sp->lock rwlock, which should be held
2311  * for any accesses to the tree.
2312  */
2313
2314 /*
2315  * lookup first element intersecting start-end.  Caller holds sp->lock for
2316  * reading or for writing
2317  */
2318 static struct sp_node *
2319 sp_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long start, unsigned long end)
2320 {
2321         struct rb_node *n = sp->root.rb_node;
2322
2323         while (n) {
2324                 struct sp_node *p = rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2325
2326                 if (start >= p->end)
2327                         n = n->rb_right;
2328                 else if (end <= p->start)
2329                         n = n->rb_left;
2330                 else
2331                         break;
2332         }
2333         if (!n)
2334                 return NULL;
2335         for (;;) {
2336                 struct sp_node *w = NULL;
2337                 struct rb_node *prev = rb_prev(n);
2338                 if (!prev)
2339                         break;
2340                 w = rb_entry(prev, struct sp_node, nd);
2341                 if (w->end <= start)
2342                         break;
2343                 n = prev;
2344         }
2345         return rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2346 }
2347
2348 /*
2349  * Insert a new shared policy into the list.  Caller holds sp->lock for
2350  * writing.
2351  */
2352 static void sp_insert(struct shared_policy *sp, struct sp_node *new)
2353 {
2354         struct rb_node **p = &sp->root.rb_node;
2355         struct rb_node *parent = NULL;
2356         struct sp_node *nd;
2357
2358         while (*p) {
2359                 parent = *p;
2360                 nd = rb_entry(parent, struct sp_node, nd);
2361                 if (new->start < nd->start)
2362                         p = &(*p)->rb_left;
2363                 else if (new->end > nd->end)
2364                         p = &(*p)->rb_right;
2365                 else
2366                         BUG();
2367         }
2368         rb_link_node(&new->nd, parent, p);
2369         rb_insert_color(&new->nd, &sp->root);
2370         pr_debug("inserting %lx-%lx: %d\n", new->start, new->end,
2371                  new->policy ? new->policy->mode : 0);
2372 }
2373
2374 /* Find shared policy intersecting idx */
2375 struct mempolicy *
2376 mpol_shared_policy_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long idx)
2377 {
2378         struct mempolicy *pol = NULL;
2379         struct sp_node *sn;
2380
2381         if (!sp->root.rb_node)
2382                 return NULL;
2383         read_lock(&sp->lock);
2384         sn = sp_lookup(sp, idx, idx+1);
2385         if (sn) {
2386                 mpol_get(sn->policy);
2387                 pol = sn->policy;
2388         }
2389         read_unlock(&sp->lock);
2390         return pol;
2391 }
2392
2393 static void sp_free(struct sp_node *n)
2394 {
2395         mpol_put(n->policy);
2396         kmem_cache_free(sn_cache, n);
2397 }
2398
2399 /**
2400  * mpol_misplaced - check whether current page node is valid in policy
2401  *
2402  * @page: page to be checked
2403  * @vma: vm area where page mapped
2404  * @addr: virtual address where page mapped
2405  *
2406  * Lookup current policy node id for vma,addr and "compare to" page's
2407  * node id.  Policy determination "mimics" alloc_page_vma().
2408  * Called from fault path where we know the vma and faulting address.
2409  *
2410  * Return: NUMA_NO_NODE if the page is in a node that is valid for this
2411  * policy, or a suitable node ID to allocate a replacement page from.
2412  */
2413 int mpol_misplaced(struct page *page, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
2414 {
2415         struct mempolicy *pol;
2416         struct zoneref *z;
2417         int curnid = page_to_nid(page);
2418         unsigned long pgoff;
2419         int thiscpu = raw_smp_processor_id();
2420         int thisnid = cpu_to_node(thiscpu);
2421         int polnid = NUMA_NO_NODE;
2422         int ret = NUMA_NO_NODE;
2423
2424         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2425         if (!(pol->flags & MPOL_F_MOF))
2426                 goto out;
2427
2428         switch (pol->mode) {
2429         case MPOL_INTERLEAVE:
2430                 pgoff = vma->vm_pgoff;
2431                 pgoff += (addr - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2432                 polnid = offset_il_node(pol, pgoff);
2433                 break;
2434
2435         case MPOL_PREFERRED:
2436                 if (node_isset(curnid, pol->nodes))
2437                         goto out;
2438                 polnid = first_node(pol->nodes);
2439                 break;
2440
2441         case MPOL_LOCAL:
2442                 polnid = numa_node_id();
2443                 break;
2444
2445         case MPOL_BIND:
2446                 /* Optimize placement among multiple nodes via NUMA balancing */
2447                 if (pol->flags & MPOL_F_MORON) {
2448                         if (node_isset(thisnid, pol->nodes))
2449                                 break;
2450                         goto out;
2451                 }
2452                 fallthrough;
2453
2454         case MPOL_PREFERRED_MANY:
2455                 /*
2456                  * use current page if in policy nodemask,
2457                  * else select nearest allowed node, if any.
2458                  * If no allowed nodes, use current [!misplaced].
2459                  */
2460                 if (node_isset(curnid, pol->nodes))
2461                         goto out;
2462                 z = first_zones_zonelist(
2463                                 node_zonelist(numa_node_id(), GFP_HIGHUSER),
2464                                 gfp_zone(GFP_HIGHUSER),
2465                                 &pol->nodes);
2466                 polnid = zone_to_nid(z->zone);
2467                 break;
2468
2469         default:
2470                 BUG();
2471         }
2472
2473         /* Migrate the page towards the node whose CPU is referencing it */
2474         if (pol->flags & MPOL_F_MORON) {
2475                 polnid = thisnid;
2476
2477                 if (!should_numa_migrate_memory(current, page, curnid, thiscpu))
2478                         goto out;
2479         }
2480
2481         if (curnid != polnid)
2482                 ret = polnid;
2483 out:
2484         mpol_cond_put(pol);
2485
2486         return ret;
2487 }
2488
2489 /*
2490  * Drop the (possibly final) reference to task->mempolicy.  It needs to be
2491  * dropped after task->mempolicy is set to NULL so that any allocation done as
2492  * part of its kmem_cache_free(), such as by KASAN, doesn't reference a freed
2493  * policy.
2494  */
2495 void mpol_put_task_policy(struct task_struct *task)
2496 {
2497         struct mempolicy *pol;
2498
2499         task_lock(task);
2500         pol = task->mempolicy;
2501         task->mempolicy = NULL;
2502         task_unlock(task);
2503         mpol_put(pol);
2504 }
2505
2506 static void sp_delete(struct shared_policy *sp, struct sp_node *n)
2507 {
2508         pr_debug("deleting %lx-l%lx\n", n->start, n->end);
2509         rb_erase(&n->nd, &sp->root);
2510         sp_free(n);
2511 }
2512
2513 static void sp_node_init(struct sp_node *node, unsigned long start,
2514                         unsigned long end, struct mempolicy *pol)
2515 {
2516         node->start = start;
2517         node->end = end;
2518         node->policy = pol;
2519 }
2520
2521 static struct sp_node *sp_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
2522                                 struct mempolicy *pol)
2523 {
2524         struct sp_node *n;
2525         struct mempolicy *newpol;
2526
2527         n = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2528         if (!n)
2529                 return NULL;
2530
2531         newpol = mpol_dup(pol);
2532         if (IS_ERR(newpol)) {
2533                 kmem_cache_free(sn_cache, n);
2534                 return NULL;
2535         }
2536         newpol->flags |= MPOL_F_SHARED;
2537         sp_node_init(n, start, end, newpol);
2538
2539         return n;
2540 }
2541
2542 /* Replace a policy range. */
2543 static int shared_policy_replace(struct shared_policy *sp, unsigned long start,
2544                                  unsigned long end, struct sp_node *new)
2545 {
2546         struct sp_node *n;
2547         struct sp_node *n_new = NULL;
2548         struct mempolicy *mpol_new = NULL;
2549         int ret = 0;
2550
2551 restart:
2552         write_lock(&sp->lock);
2553         n = sp_lookup(sp, start, end);
2554         /* Take care of old policies in the same range. */
2555         while (n && n->start < end) {
2556                 struct rb_node *next = rb_next(&n->nd);
2557                 if (n->start >= start) {
2558                         if (n->end <= end)
2559                                 sp_delete(sp, n);
2560                         else
2561                                 n->start = end;
2562                 } else {
2563                         /* Old policy spanning whole new range. */
2564                         if (n->end > end) {
2565                                 if (!n_new)
2566                                         goto alloc_new;
2567
2568                                 *mpol_new = *n->policy;
2569                                 atomic_set(&mpol_new->refcnt, 1);
2570                                 sp_node_init(n_new, end, n->end, mpol_new);
2571                                 n->end = start;
2572                                 sp_insert(sp, n_new);
2573                                 n_new = NULL;
2574                                 mpol_new = NULL;
2575                                 break;
2576                         } else
2577                                 n->end = start;
2578                 }
2579                 if (!next)
2580                         break;
2581                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2582         }
2583         if (new)
2584                 sp_insert(sp, new);
2585         write_unlock(&sp->lock);
2586         ret = 0;
2587
2588 err_out:
2589         if (mpol_new)
2590                 mpol_put(mpol_new);
2591         if (n_new)
2592                 kmem_cache_free(sn_cache, n_new);
2593
2594         return ret;
2595
2596 alloc_new:
2597         write_unlock(&sp->lock);
2598         ret = -ENOMEM;
2599         n_new = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2600         if (!n_new)
2601                 goto err_out;
2602         mpol_new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2603         if (!mpol_new)
2604                 goto err_out;
2605         goto restart;
2606 }
2607
2608 /**
2609  * mpol_shared_policy_init - initialize shared policy for inode
2610  * @sp: pointer to inode shared policy
2611  * @mpol:  struct mempolicy to install
2612  *
2613  * Install non-NULL @mpol in inode's shared policy rb-tree.
2614  * On entry, the current task has a reference on a non-NULL @mpol.
2615  * This must be released on exit.
2616  * This is called at get_inode() calls and we can use GFP_KERNEL.
2617  */
2618 void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *sp, struct mempolicy *mpol)
2619 {
2620         int ret;
2621
2622         sp->root = RB_ROOT;             /* empty tree == default mempolicy */
2623         rwlock_init(&sp->lock);
2624
2625         if (mpol) {
2626                 struct vm_area_struct pvma;
2627                 struct mempolicy *new;
2628                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2629
2630                 if (!scratch)
2631                         goto put_mpol;
2632                 /* contextualize the tmpfs mount point mempolicy */
2633                 new = mpol_new(mpol->mode, mpol->flags, &mpol->w.user_nodemask);
2634                 if (IS_ERR(new))
2635                         goto free_scratch; /* no valid nodemask intersection */
2636
2637                 task_lock(current);
2638                 ret = mpol_set_nodemask(new, &mpol->w.user_nodemask, scratch);
2639                 task_unlock(current);
2640                 if (ret)
2641                         goto put_new;
2642
2643                 /* Create pseudo-vma that contains just the policy */
2644                 vma_init(&pvma, NULL);
2645                 pvma.vm_end = TASK_SIZE;        /* policy covers entire file */
2646                 mpol_set_shared_policy(sp, &pvma, new); /* adds ref */
2647
2648 put_new:
2649                 mpol_put(new);                  /* drop initial ref */
2650 free_scratch:
2651                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2652 put_mpol:
2653                 mpol_put(mpol); /* drop our incoming ref on sb mpol */
2654         }
2655 }
2656
2657 int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *info,
2658                         struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *npol)
2659 {
2660         int err;
2661         struct sp_node *new = NULL;
2662         unsigned long sz = vma_pages(vma);
2663
2664         pr_debug("set_shared_policy %lx sz %lu %d %d %lx\n",
2665                  vma->vm_pgoff,
2666                  sz, npol ? npol->mode : -1,
2667                  npol ? npol->flags : -1,
2668                  npol ? nodes_addr(npol->nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
2669
2670         if (npol) {
2671                 new = sp_alloc(vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, npol);
2672                 if (!new)
2673                         return -ENOMEM;
2674         }
2675         err = shared_policy_replace(info, vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff+sz, new);
2676         if (err && new)
2677                 sp_free(new);
2678         return err;
2679 }
2680
2681 /* Free a backing policy store on inode delete. */
2682 void mpol_free_shared_policy(struct shared_policy *p)
2683 {
2684         struct sp_node *n;
2685         struct rb_node *next;
2686
2687         if (!p->root.rb_node)
2688                 return;
2689         write_lock(&p->lock);
2690         next = rb_first(&p->root);
2691         while (next) {
2692                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2693                 next = rb_next(&n->nd);
2694                 sp_delete(p, n);
2695         }
2696         write_unlock(&p->lock);
2697 }
2698
2699 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2700 static int __initdata numabalancing_override;
2701
2702 static void __init check_numabalancing_enable(void)
2703 {
2704         bool numabalancing_default = false;
2705
2706         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA_BALANCING_DEFAULT_ENABLED))
2707                 numabalancing_default = true;
2708
2709         /* Parsed by setup_numabalancing. override == 1 enables, -1 disables */
2710         if (numabalancing_override)
2711                 set_numabalancing_state(numabalancing_override == 1);
2712
2713         if (num_online_nodes() > 1 && !numabalancing_override) {
2714                 pr_info("%s automatic NUMA balancing. Configure with numa_balancing= or the kernel.numa_balancing sysctl\n",
2715                         numabalancing_default ? "Enabling" : "Disabling");
2716                 set_numabalancing_state(numabalancing_default);
2717         }
2718 }
2719
2720 static int __init setup_numabalancing(char *str)
2721 {
2722         int ret = 0;
2723         if (!str)
2724                 goto out;
2725
2726         if (!strcmp(str, "enable")) {
2727                 numabalancing_override = 1;
2728                 ret = 1;
2729         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2730                 numabalancing_override = -1;
2731                 ret = 1;
2732         }
2733 out:
2734         if (!ret)
2735                 pr_warn("Unable to parse numa_balancing=\n");
2736
2737         return ret;
2738 }
2739 __setup("numa_balancing=", setup_numabalancing);
2740 #else
2741 static inline void __init check_numabalancing_enable(void)
2742 {
2743 }
2744 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2745
2746 /* assumes fs == KERNEL_DS */
2747 void __init numa_policy_init(void)
2748 {
2749         nodemask_t interleave_nodes;
2750         unsigned long largest = 0;
2751         int nid, prefer = 0;
2752
2753         policy_cache = kmem_cache_create("numa_policy",
2754                                          sizeof(struct mempolicy),
2755                                          0, SLAB_PANIC, NULL);
2756
2757         sn_cache = kmem_cache_create("shared_policy_node",
2758                                      sizeof(struct sp_node),
2759                                      0, SLAB_PANIC, NULL);
2760
2761         for_each_node(nid) {
2762                 preferred_node_policy[nid] = (struct mempolicy) {
2763                         .refcnt = ATOMIC_INIT(1),
2764                         .mode = MPOL_PREFERRED,
2765                         .flags = MPOL_F_MOF | MPOL_F_MORON,
2766                         .nodes = nodemask_of_node(nid),
2767                 };
2768         }
2769
2770         /*
2771          * Set interleaving policy for system init. Interleaving is only
2772          * enabled across suitably sized nodes (default is >= 16MB), or
2773          * fall back to the largest node if they're all smaller.
2774          */
2775         nodes_clear(interleave_nodes);
2776         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
2777                 unsigned long total_pages = node_present_pages(nid);
2778
2779                 /* Preserve the largest node */
2780                 if (largest < total_pages) {
2781                         largest = total_pages;
2782                         prefer = nid;
2783                 }
2784
2785                 /* Interleave this node? */
2786                 if ((total_pages << PAGE_SHIFT) >= (16 << 20))
2787                         node_set(nid, interleave_nodes);
2788         }
2789
2790         /* All too small, use the largest */
2791         if (unlikely(nodes_empty(interleave_nodes)))
2792                 node_set(prefer, interleave_nodes);
2793
2794         if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, 0, &interleave_nodes))
2795                 pr_err("%s: interleaving failed\n", __func__);
2796
2797         check_numabalancing_enable();
2798 }
2799
2800 /* Reset policy of current process to default */
2801 void numa_default_policy(void)
2802 {
2803         do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, 0, NULL);
2804 }
2805
2806 /*
2807  * Parse and format mempolicy from/to strings
2808  */
2809
2810 static const char * const policy_modes[] =
2811 {
2812         [MPOL_DEFAULT]    = "default",
2813         [MPOL_PREFERRED]  = "prefer",
2814         [MPOL_BIND]       = "bind",
2815         [MPOL_INTERLEAVE] = "interleave",
2816         [MPOL_LOCAL]      = "local",
2817         [MPOL_PREFERRED_MANY]  = "prefer (many)",
2818 };
2819
2820
2821 #ifdef CONFIG_TMPFS
2822 /**
2823  * mpol_parse_str - parse string to mempolicy, for tmpfs mpol mount option.
2824  * @str:  string containing mempolicy to parse
2825  * @mpol:  pointer to struct mempolicy pointer, returned on success.
2826  *
2827  * Format of input:
2828  *      <mode>[=<flags>][:<nodelist>]
2829  *
2830  * On success, returns 0, else 1
2831  */
2832 int mpol_parse_str(char *str, struct mempolicy **mpol)
2833 {
2834         struct mempolicy *new = NULL;
2835         unsigned short mode_flags;
2836         nodemask_t nodes;
2837         char *nodelist = strchr(str, ':');
2838         char *flags = strchr(str, '=');
2839         int err = 1, mode;
2840
2841         if (flags)
2842                 *flags++ = '\0';        /* terminate mode string */
2843
2844         if (nodelist) {
2845                 /* NUL-terminate mode or flags string */
2846                 *nodelist++ = '\0';
2847                 if (nodelist_parse(nodelist, nodes))
2848                         goto out;
2849                 if (!nodes_subset(nodes, node_states[N_MEMORY]))
2850                         goto out;
2851         } else
2852                 nodes_clear(nodes);
2853
2854         mode = match_string(policy_modes, MPOL_MAX, str);
2855         if (mode < 0)
2856                 goto out;
2857
2858         switch (mode) {
2859         case MPOL_PREFERRED:
2860                 /*
2861                  * Insist on a nodelist of one node only, although later
2862                  * we use first_node(nodes) to grab a single node, so here
2863                  * nodelist (or nodes) cannot be empty.
2864                  */
2865                 if (nodelist) {
2866                         char *rest = nodelist;
2867                         while (isdigit(*rest))
2868                                 rest++;
2869                         if (*rest)
2870                                 goto out;
2871                         if (nodes_empty(nodes))
2872                                 goto out;
2873                 }
2874                 break;
2875         case MPOL_INTERLEAVE:
2876                 /*
2877                  * Default to online nodes with memory if no nodelist
2878                  */
2879                 if (!nodelist)
2880                         nodes = node_states[N_MEMORY];
2881                 break;
2882         case MPOL_LOCAL:
2883                 /*
2884                  * Don't allow a nodelist;  mpol_new() checks flags
2885                  */
2886                 if (nodelist)
2887                         goto out;
2888                 break;
2889         case MPOL_DEFAULT:
2890                 /*
2891                  * Insist on a empty nodelist
2892                  */
2893                 if (!nodelist)
2894                         err = 0;
2895                 goto out;
2896         case MPOL_PREFERRED_MANY:
2897         case MPOL_BIND:
2898                 /*
2899                  * Insist on a nodelist
2900                  */
2901                 if (!nodelist)
2902                         goto out;
2903         }
2904
2905         mode_flags = 0;
2906         if (flags) {
2907                 /*
2908                  * Currently, we only support two mutually exclusive
2909                  * mode flags.
2910                  */
2911                 if (!strcmp(flags, "static"))
2912                         mode_flags |= MPOL_F_STATIC_NODES;
2913                 else if (!strcmp(flags, "relative"))
2914                         mode_flags |= MPOL_F_RELATIVE_NODES;
2915                 else
2916                         goto out;
2917         }
2918
2919         new = mpol_new(mode, mode_flags, &nodes);
2920         if (IS_ERR(new))
2921                 goto out;
2922
2923         /*
2924          * Save nodes for mpol_to_str() to show the tmpfs mount options
2925          * for /proc/mounts, /proc/pid/mounts and /proc/pid/mountinfo.
2926          */
2927         if (mode != MPOL_PREFERRED) {
2928                 new->nodes = nodes;
2929         } else if (nodelist) {
2930                 nodes_clear(new->nodes);
2931                 node_set(first_node(nodes), new->nodes);
2932         } else {
2933                 new->mode = MPOL_LOCAL;
2934         }
2935
2936         /*
2937          * Save nodes for contextualization: this will be used to "clone"
2938          * the mempolicy in a specific context [cpuset] at a later time.
2939          */
2940         new->w.user_nodemask = nodes;
2941
2942         err = 0;
2943
2944 out:
2945         /* Restore string for error message */
2946         if (nodelist)
2947                 *--nodelist = ':';
2948         if (flags)
2949                 *--flags = '=';
2950         if (!err)
2951                 *mpol = new;
2952         return err;
2953 }
2954 #endif /* CONFIG_TMPFS */
2955
2956 /**
2957  * mpol_to_str - format a mempolicy structure for printing
2958  * @buffer:  to contain formatted mempolicy string
2959  * @maxlen:  length of @buffer
2960  * @pol:  pointer to mempolicy to be formatted
2961  *
2962  * Convert @pol into a string.  If @buffer is too short, truncate the string.
2963  * Recommend a @maxlen of at least 32 for the longest mode, "interleave", the
2964  * longest flag, "relative", and to display at least a few node ids.
2965  */
2966 void mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol)
2967 {
2968         char *p = buffer;
2969         nodemask_t nodes = NODE_MASK_NONE;
2970         unsigned short mode = MPOL_DEFAULT;
2971         unsigned short flags = 0;
2972
2973         if (pol && pol != &default_policy && !(pol->flags & MPOL_F_MORON)) {
2974                 mode = pol->mode;
2975                 flags = pol->flags;
2976         }
2977
2978         switch (mode) {
2979         case MPOL_DEFAULT:
2980         case MPOL_LOCAL:
2981                 break;
2982         case MPOL_PREFERRED:
2983         case MPOL_PREFERRED_MANY:
2984         case MPOL_BIND:
2985         case MPOL_INTERLEAVE:
2986                 nodes = pol->nodes;
2987                 break;
2988         default:
2989                 WARN_ON_ONCE(1);
2990                 snprintf(p, maxlen, "unknown");
2991                 return;
2992         }
2993
2994         p += snprintf(p, maxlen, "%s", policy_modes[mode]);
2995
2996         if (flags & MPOL_MODE_FLAGS) {
2997                 p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "=");
2998
2999                 /*
3000                  * Currently, the only defined flags are mutually exclusive
3001                  */
3002                 if (flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
3003                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "static");
3004                 else if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
3005                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "relative");
3006         }
3007
3008         if (!nodes_empty(nodes))
3009                 p += scnprintf(p, buffer + maxlen - p, ":%*pbl",
3010                                nodemask_pr_args(&nodes));
3011 }
3012
3013 bool numa_demotion_enabled = false;
3014
3015 #ifdef CONFIG_SYSFS
3016 static ssize_t numa_demotion_enabled_show(struct kobject *kobj,
3017                                           struct kobj_attribute *attr, char *buf)
3018 {
3019         return sysfs_emit(buf, "%s\n",
3020                           numa_demotion_enabled? "true" : "false");
3021 }
3022
3023 static ssize_t numa_demotion_enabled_store(struct kobject *kobj,
3024                                            struct kobj_attribute *attr,
3025                                            const char *buf, size_t count)
3026 {
3027         if (!strncmp(buf, "true", 4) || !strncmp(buf, "1", 1))
3028                 numa_demotion_enabled = true;
3029         else if (!strncmp(buf, "false", 5) || !strncmp(buf, "0", 1))
3030                 numa_demotion_enabled = false;
3031         else
3032                 return -EINVAL;
3033
3034         return count;
3035 }
3036
3037 static struct kobj_attribute numa_demotion_enabled_attr =
3038         __ATTR(demotion_enabled, 0644, numa_demotion_enabled_show,
3039                numa_demotion_enabled_store);
3040
3041 static struct attribute *numa_attrs[] = {
3042         &numa_demotion_enabled_attr.attr,
3043         NULL,
3044 };
3045
3046 static const struct attribute_group numa_attr_group = {
3047         .attrs = numa_attrs,
3048 };
3049
3050 static int __init numa_init_sysfs(void)
3051 {
3052         int err;
3053         struct kobject *numa_kobj;
3054
3055         numa_kobj = kobject_create_and_add("numa", mm_kobj);
3056         if (!numa_kobj) {
3057                 pr_err("failed to create numa kobject\n");
3058                 return -ENOMEM;
3059         }
3060         err = sysfs_create_group(numa_kobj, &numa_attr_group);
3061         if (err) {
3062                 pr_err("failed to register numa group\n");
3063                 goto delete_obj;
3064         }
3065         return 0;
3066
3067 delete_obj:
3068         kobject_put(numa_kobj);
3069         return err;
3070 }
3071 subsys_initcall(numa_init_sysfs);
3072 #endif