of: base: add of_parse_phandle_with_optional_args()
[platform/kernel/linux-starfive.git] / mm / mempolicy.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  * Simple NUMA memory policy for the Linux kernel.
4  *
5  * Copyright 2003,2004 Andi Kleen, SuSE Labs.
6  * (C) Copyright 2005 Christoph Lameter, Silicon Graphics, Inc.
7  *
8  * NUMA policy allows the user to give hints in which node(s) memory should
9  * be allocated.
10  *
11  * Support four policies per VMA and per process:
12  *
13  * The VMA policy has priority over the process policy for a page fault.
14  *
15  * interleave     Allocate memory interleaved over a set of nodes,
16  *                with normal fallback if it fails.
17  *                For VMA based allocations this interleaves based on the
18  *                offset into the backing object or offset into the mapping
19  *                for anonymous memory. For process policy an process counter
20  *                is used.
21  *
22  * bind           Only allocate memory on a specific set of nodes,
23  *                no fallback.
24  *                FIXME: memory is allocated starting with the first node
25  *                to the last. It would be better if bind would truly restrict
26  *                the allocation to memory nodes instead
27  *
28  * preferred       Try a specific node first before normal fallback.
29  *                As a special case NUMA_NO_NODE here means do the allocation
30  *                on the local CPU. This is normally identical to default,
31  *                but useful to set in a VMA when you have a non default
32  *                process policy.
33  *
34  * preferred many Try a set of nodes first before normal fallback. This is
35  *                similar to preferred without the special case.
36  *
37  * default        Allocate on the local node first, or when on a VMA
38  *                use the process policy. This is what Linux always did
39  *                in a NUMA aware kernel and still does by, ahem, default.
40  *
41  * The process policy is applied for most non interrupt memory allocations
42  * in that process' context. Interrupts ignore the policies and always
43  * try to allocate on the local CPU. The VMA policy is only applied for memory
44  * allocations for a VMA in the VM.
45  *
46  * Currently there are a few corner cases in swapping where the policy
47  * is not applied, but the majority should be handled. When process policy
48  * is used it is not remembered over swap outs/swap ins.
49  *
50  * Only the highest zone in the zone hierarchy gets policied. Allocations
51  * requesting a lower zone just use default policy. This implies that
52  * on systems with highmem kernel lowmem allocation don't get policied.
53  * Same with GFP_DMA allocations.
54  *
55  * For shmfs/tmpfs/hugetlbfs shared memory the policy is shared between
56  * all users and remembered even when nobody has memory mapped.
57  */
58
59 /* Notebook:
60    fix mmap readahead to honour policy and enable policy for any page cache
61    object
62    statistics for bigpages
63    global policy for page cache? currently it uses process policy. Requires
64    first item above.
65    handle mremap for shared memory (currently ignored for the policy)
66    grows down?
67    make bind policy root only? It can trigger oom much faster and the
68    kernel is not always grateful with that.
69 */
70
71 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
72
73 #include <linux/mempolicy.h>
74 #include <linux/pagewalk.h>
75 #include <linux/highmem.h>
76 #include <linux/hugetlb.h>
77 #include <linux/kernel.h>
78 #include <linux/sched.h>
79 #include <linux/sched/mm.h>
80 #include <linux/sched/numa_balancing.h>
81 #include <linux/sched/task.h>
82 #include <linux/nodemask.h>
83 #include <linux/cpuset.h>
84 #include <linux/slab.h>
85 #include <linux/string.h>
86 #include <linux/export.h>
87 #include <linux/nsproxy.h>
88 #include <linux/interrupt.h>
89 #include <linux/init.h>
90 #include <linux/compat.h>
91 #include <linux/ptrace.h>
92 #include <linux/swap.h>
93 #include <linux/seq_file.h>
94 #include <linux/proc_fs.h>
95 #include <linux/migrate.h>
96 #include <linux/ksm.h>
97 #include <linux/rmap.h>
98 #include <linux/security.h>
99 #include <linux/syscalls.h>
100 #include <linux/ctype.h>
101 #include <linux/mm_inline.h>
102 #include <linux/mmu_notifier.h>
103 #include <linux/printk.h>
104 #include <linux/swapops.h>
105
106 #include <asm/tlbflush.h>
107 #include <asm/tlb.h>
108 #include <linux/uaccess.h>
109
110 #include "internal.h"
111
112 /* Internal flags */
113 #define MPOL_MF_DISCONTIG_OK (MPOL_MF_INTERNAL << 0)    /* Skip checks for continuous vmas */
114 #define MPOL_MF_INVERT (MPOL_MF_INTERNAL << 1)          /* Invert check for nodemask */
115
116 static struct kmem_cache *policy_cache;
117 static struct kmem_cache *sn_cache;
118
119 /* Highest zone. An specific allocation for a zone below that is not
120    policied. */
121 enum zone_type policy_zone = 0;
122
123 /*
124  * run-time system-wide default policy => local allocation
125  */
126 static struct mempolicy default_policy = {
127         .refcnt = ATOMIC_INIT(1), /* never free it */
128         .mode = MPOL_LOCAL,
129 };
130
131 static struct mempolicy preferred_node_policy[MAX_NUMNODES];
132
133 /**
134  * numa_map_to_online_node - Find closest online node
135  * @node: Node id to start the search
136  *
137  * Lookup the next closest node by distance if @nid is not online.
138  *
139  * Return: this @node if it is online, otherwise the closest node by distance
140  */
141 int numa_map_to_online_node(int node)
142 {
143         int min_dist = INT_MAX, dist, n, min_node;
144
145         if (node == NUMA_NO_NODE || node_online(node))
146                 return node;
147
148         min_node = node;
149         for_each_online_node(n) {
150                 dist = node_distance(node, n);
151                 if (dist < min_dist) {
152                         min_dist = dist;
153                         min_node = n;
154                 }
155         }
156
157         return min_node;
158 }
159 EXPORT_SYMBOL_GPL(numa_map_to_online_node);
160
161 struct mempolicy *get_task_policy(struct task_struct *p)
162 {
163         struct mempolicy *pol = p->mempolicy;
164         int node;
165
166         if (pol)
167                 return pol;
168
169         node = numa_node_id();
170         if (node != NUMA_NO_NODE) {
171                 pol = &preferred_node_policy[node];
172                 /* preferred_node_policy is not initialised early in boot */
173                 if (pol->mode)
174                         return pol;
175         }
176
177         return &default_policy;
178 }
179
180 static const struct mempolicy_operations {
181         int (*create)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
182         void (*rebind)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
183 } mpol_ops[MPOL_MAX];
184
185 static inline int mpol_store_user_nodemask(const struct mempolicy *pol)
186 {
187         return pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS;
188 }
189
190 static void mpol_relative_nodemask(nodemask_t *ret, const nodemask_t *orig,
191                                    const nodemask_t *rel)
192 {
193         nodemask_t tmp;
194         nodes_fold(tmp, *orig, nodes_weight(*rel));
195         nodes_onto(*ret, tmp, *rel);
196 }
197
198 static int mpol_new_nodemask(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
199 {
200         if (nodes_empty(*nodes))
201                 return -EINVAL;
202         pol->nodes = *nodes;
203         return 0;
204 }
205
206 static int mpol_new_preferred(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
207 {
208         if (nodes_empty(*nodes))
209                 return -EINVAL;
210
211         nodes_clear(pol->nodes);
212         node_set(first_node(*nodes), pol->nodes);
213         return 0;
214 }
215
216 /*
217  * mpol_set_nodemask is called after mpol_new() to set up the nodemask, if
218  * any, for the new policy.  mpol_new() has already validated the nodes
219  * parameter with respect to the policy mode and flags.
220  *
221  * Must be called holding task's alloc_lock to protect task's mems_allowed
222  * and mempolicy.  May also be called holding the mmap_lock for write.
223  */
224 static int mpol_set_nodemask(struct mempolicy *pol,
225                      const nodemask_t *nodes, struct nodemask_scratch *nsc)
226 {
227         int ret;
228
229         /*
230          * Default (pol==NULL) resp. local memory policies are not a
231          * subject of any remapping. They also do not need any special
232          * constructor.
233          */
234         if (!pol || pol->mode == MPOL_LOCAL)
235                 return 0;
236
237         /* Check N_MEMORY */
238         nodes_and(nsc->mask1,
239                   cpuset_current_mems_allowed, node_states[N_MEMORY]);
240
241         VM_BUG_ON(!nodes);
242
243         if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
244                 mpol_relative_nodemask(&nsc->mask2, nodes, &nsc->mask1);
245         else
246                 nodes_and(nsc->mask2, *nodes, nsc->mask1);
247
248         if (mpol_store_user_nodemask(pol))
249                 pol->w.user_nodemask = *nodes;
250         else
251                 pol->w.cpuset_mems_allowed = cpuset_current_mems_allowed;
252
253         ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, &nsc->mask2);
254         return ret;
255 }
256
257 /*
258  * This function just creates a new policy, does some check and simple
259  * initialization. You must invoke mpol_set_nodemask() to set nodes.
260  */
261 static struct mempolicy *mpol_new(unsigned short mode, unsigned short flags,
262                                   nodemask_t *nodes)
263 {
264         struct mempolicy *policy;
265
266         pr_debug("setting mode %d flags %d nodes[0] %lx\n",
267                  mode, flags, nodes ? nodes_addr(*nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
268
269         if (mode == MPOL_DEFAULT) {
270                 if (nodes && !nodes_empty(*nodes))
271                         return ERR_PTR(-EINVAL);
272                 return NULL;
273         }
274         VM_BUG_ON(!nodes);
275
276         /*
277          * MPOL_PREFERRED cannot be used with MPOL_F_STATIC_NODES or
278          * MPOL_F_RELATIVE_NODES if the nodemask is empty (local allocation).
279          * All other modes require a valid pointer to a non-empty nodemask.
280          */
281         if (mode == MPOL_PREFERRED) {
282                 if (nodes_empty(*nodes)) {
283                         if (((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
284                              (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)))
285                                 return ERR_PTR(-EINVAL);
286
287                         mode = MPOL_LOCAL;
288                 }
289         } else if (mode == MPOL_LOCAL) {
290                 if (!nodes_empty(*nodes) ||
291                     (flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
292                     (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
293                         return ERR_PTR(-EINVAL);
294         } else if (nodes_empty(*nodes))
295                 return ERR_PTR(-EINVAL);
296         policy = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
297         if (!policy)
298                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
299         atomic_set(&policy->refcnt, 1);
300         policy->mode = mode;
301         policy->flags = flags;
302         policy->home_node = NUMA_NO_NODE;
303
304         return policy;
305 }
306
307 /* Slow path of a mpol destructor. */
308 void __mpol_put(struct mempolicy *p)
309 {
310         if (!atomic_dec_and_test(&p->refcnt))
311                 return;
312         kmem_cache_free(policy_cache, p);
313 }
314
315 static void mpol_rebind_default(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
316 {
317 }
318
319 static void mpol_rebind_nodemask(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
320 {
321         nodemask_t tmp;
322
323         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
324                 nodes_and(tmp, pol->w.user_nodemask, *nodes);
325         else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
326                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
327         else {
328                 nodes_remap(tmp, pol->nodes, pol->w.cpuset_mems_allowed,
329                                                                 *nodes);
330                 pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
331         }
332
333         if (nodes_empty(tmp))
334                 tmp = *nodes;
335
336         pol->nodes = tmp;
337 }
338
339 static void mpol_rebind_preferred(struct mempolicy *pol,
340                                                 const nodemask_t *nodes)
341 {
342         pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
343 }
344
345 /*
346  * mpol_rebind_policy - Migrate a policy to a different set of nodes
347  *
348  * Per-vma policies are protected by mmap_lock. Allocations using per-task
349  * policies are protected by task->mems_allowed_seq to prevent a premature
350  * OOM/allocation failure due to parallel nodemask modification.
351  */
352 static void mpol_rebind_policy(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *newmask)
353 {
354         if (!pol || pol->mode == MPOL_LOCAL)
355                 return;
356         if (!mpol_store_user_nodemask(pol) &&
357             nodes_equal(pol->w.cpuset_mems_allowed, *newmask))
358                 return;
359
360         mpol_ops[pol->mode].rebind(pol, newmask);
361 }
362
363 /*
364  * Wrapper for mpol_rebind_policy() that just requires task
365  * pointer, and updates task mempolicy.
366  *
367  * Called with task's alloc_lock held.
368  */
369
370 void mpol_rebind_task(struct task_struct *tsk, const nodemask_t *new)
371 {
372         mpol_rebind_policy(tsk->mempolicy, new);
373 }
374
375 /*
376  * Rebind each vma in mm to new nodemask.
377  *
378  * Call holding a reference to mm.  Takes mm->mmap_lock during call.
379  */
380
381 void mpol_rebind_mm(struct mm_struct *mm, nodemask_t *new)
382 {
383         struct vm_area_struct *vma;
384         VMA_ITERATOR(vmi, mm, 0);
385
386         mmap_write_lock(mm);
387         for_each_vma(vmi, vma)
388                 mpol_rebind_policy(vma->vm_policy, new);
389         mmap_write_unlock(mm);
390 }
391
392 static const struct mempolicy_operations mpol_ops[MPOL_MAX] = {
393         [MPOL_DEFAULT] = {
394                 .rebind = mpol_rebind_default,
395         },
396         [MPOL_INTERLEAVE] = {
397                 .create = mpol_new_nodemask,
398                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
399         },
400         [MPOL_PREFERRED] = {
401                 .create = mpol_new_preferred,
402                 .rebind = mpol_rebind_preferred,
403         },
404         [MPOL_BIND] = {
405                 .create = mpol_new_nodemask,
406                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
407         },
408         [MPOL_LOCAL] = {
409                 .rebind = mpol_rebind_default,
410         },
411         [MPOL_PREFERRED_MANY] = {
412                 .create = mpol_new_nodemask,
413                 .rebind = mpol_rebind_preferred,
414         },
415 };
416
417 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
418                                 unsigned long flags);
419
420 struct queue_pages {
421         struct list_head *pagelist;
422         unsigned long flags;
423         nodemask_t *nmask;
424         unsigned long start;
425         unsigned long end;
426         struct vm_area_struct *first;
427 };
428
429 /*
430  * Check if the page's nid is in qp->nmask.
431  *
432  * If MPOL_MF_INVERT is set in qp->flags, check if the nid is
433  * in the invert of qp->nmask.
434  */
435 static inline bool queue_pages_required(struct page *page,
436                                         struct queue_pages *qp)
437 {
438         int nid = page_to_nid(page);
439         unsigned long flags = qp->flags;
440
441         return node_isset(nid, *qp->nmask) == !(flags & MPOL_MF_INVERT);
442 }
443
444 /*
445  * queue_pages_pmd() has three possible return values:
446  * 0 - pages are placed on the right node or queued successfully, or
447  *     special page is met, i.e. huge zero page.
448  * 1 - there is unmovable page, and MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
449  *     specified.
450  * -EIO - is migration entry or only MPOL_MF_STRICT was specified and an
451  *        existing page was already on a node that does not follow the
452  *        policy.
453  */
454 static int queue_pages_pmd(pmd_t *pmd, spinlock_t *ptl, unsigned long addr,
455                                 unsigned long end, struct mm_walk *walk)
456         __releases(ptl)
457 {
458         int ret = 0;
459         struct page *page;
460         struct queue_pages *qp = walk->private;
461         unsigned long flags;
462
463         if (unlikely(is_pmd_migration_entry(*pmd))) {
464                 ret = -EIO;
465                 goto unlock;
466         }
467         page = pmd_page(*pmd);
468         if (is_huge_zero_page(page)) {
469                 walk->action = ACTION_CONTINUE;
470                 goto unlock;
471         }
472         if (!queue_pages_required(page, qp))
473                 goto unlock;
474
475         flags = qp->flags;
476         /* go to thp migration */
477         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
478                 if (!vma_migratable(walk->vma) ||
479                     migrate_page_add(page, qp->pagelist, flags)) {
480                         ret = 1;
481                         goto unlock;
482                 }
483         } else
484                 ret = -EIO;
485 unlock:
486         spin_unlock(ptl);
487         return ret;
488 }
489
490 /*
491  * Scan through pages checking if pages follow certain conditions,
492  * and move them to the pagelist if they do.
493  *
494  * queue_pages_pte_range() has three possible return values:
495  * 0 - pages are placed on the right node or queued successfully, or
496  *     special page is met, i.e. zero page.
497  * 1 - there is unmovable page, and MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
498  *     specified.
499  * -EIO - only MPOL_MF_STRICT was specified and an existing page was already
500  *        on a node that does not follow the policy.
501  */
502 static int queue_pages_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
503                         unsigned long end, struct mm_walk *walk)
504 {
505         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
506         struct page *page;
507         struct queue_pages *qp = walk->private;
508         unsigned long flags = qp->flags;
509         bool has_unmovable = false;
510         pte_t *pte, *mapped_pte;
511         spinlock_t *ptl;
512
513         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
514         if (ptl)
515                 return queue_pages_pmd(pmd, ptl, addr, end, walk);
516
517         if (pmd_trans_unstable(pmd))
518                 return 0;
519
520         mapped_pte = pte = pte_offset_map_lock(walk->mm, pmd, addr, &ptl);
521         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE) {
522                 if (!pte_present(*pte))
523                         continue;
524                 page = vm_normal_page(vma, addr, *pte);
525                 if (!page || is_zone_device_page(page))
526                         continue;
527                 /*
528                  * vm_normal_page() filters out zero pages, but there might
529                  * still be PageReserved pages to skip, perhaps in a VDSO.
530                  */
531                 if (PageReserved(page))
532                         continue;
533                 if (!queue_pages_required(page, qp))
534                         continue;
535                 if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
536                         /* MPOL_MF_STRICT must be specified if we get here */
537                         if (!vma_migratable(vma)) {
538                                 has_unmovable = true;
539                                 break;
540                         }
541
542                         /*
543                          * Do not abort immediately since there may be
544                          * temporary off LRU pages in the range.  Still
545                          * need migrate other LRU pages.
546                          */
547                         if (migrate_page_add(page, qp->pagelist, flags))
548                                 has_unmovable = true;
549                 } else
550                         break;
551         }
552         pte_unmap_unlock(mapped_pte, ptl);
553         cond_resched();
554
555         if (has_unmovable)
556                 return 1;
557
558         return addr != end ? -EIO : 0;
559 }
560
561 static int queue_pages_hugetlb(pte_t *pte, unsigned long hmask,
562                                unsigned long addr, unsigned long end,
563                                struct mm_walk *walk)
564 {
565         int ret = 0;
566 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
567         struct queue_pages *qp = walk->private;
568         unsigned long flags = (qp->flags & MPOL_MF_VALID);
569         struct page *page;
570         spinlock_t *ptl;
571         pte_t entry;
572
573         ptl = huge_pte_lock(hstate_vma(walk->vma), walk->mm, pte);
574         entry = huge_ptep_get(pte);
575         if (!pte_present(entry))
576                 goto unlock;
577         page = pte_page(entry);
578         if (!queue_pages_required(page, qp))
579                 goto unlock;
580
581         if (flags == MPOL_MF_STRICT) {
582                 /*
583                  * STRICT alone means only detecting misplaced page and no
584                  * need to further check other vma.
585                  */
586                 ret = -EIO;
587                 goto unlock;
588         }
589
590         if (!vma_migratable(walk->vma)) {
591                 /*
592                  * Must be STRICT with MOVE*, otherwise .test_walk() have
593                  * stopped walking current vma.
594                  * Detecting misplaced page but allow migrating pages which
595                  * have been queued.
596                  */
597                 ret = 1;
598                 goto unlock;
599         }
600
601         /* With MPOL_MF_MOVE, we migrate only unshared hugepage. */
602         if (flags & (MPOL_MF_MOVE_ALL) ||
603             (flags & MPOL_MF_MOVE && page_mapcount(page) == 1 &&
604              !hugetlb_pmd_shared(pte))) {
605                 if (isolate_hugetlb(page, qp->pagelist) &&
606                         (flags & MPOL_MF_STRICT))
607                         /*
608                          * Failed to isolate page but allow migrating pages
609                          * which have been queued.
610                          */
611                         ret = 1;
612         }
613 unlock:
614         spin_unlock(ptl);
615 #else
616         BUG();
617 #endif
618         return ret;
619 }
620
621 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
622 /*
623  * This is used to mark a range of virtual addresses to be inaccessible.
624  * These are later cleared by a NUMA hinting fault. Depending on these
625  * faults, pages may be migrated for better NUMA placement.
626  *
627  * This is assuming that NUMA faults are handled using PROT_NONE. If
628  * an architecture makes a different choice, it will need further
629  * changes to the core.
630  */
631 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
632                         unsigned long addr, unsigned long end)
633 {
634         struct mmu_gather tlb;
635         int nr_updated;
636
637         tlb_gather_mmu(&tlb, vma->vm_mm);
638
639         nr_updated = change_protection(&tlb, vma, addr, end, PAGE_NONE,
640                                        MM_CP_PROT_NUMA);
641         if (nr_updated)
642                 count_vm_numa_events(NUMA_PTE_UPDATES, nr_updated);
643
644         tlb_finish_mmu(&tlb);
645
646         return nr_updated;
647 }
648 #else
649 static unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
650                         unsigned long addr, unsigned long end)
651 {
652         return 0;
653 }
654 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
655
656 static int queue_pages_test_walk(unsigned long start, unsigned long end,
657                                 struct mm_walk *walk)
658 {
659         struct vm_area_struct *next, *vma = walk->vma;
660         struct queue_pages *qp = walk->private;
661         unsigned long endvma = vma->vm_end;
662         unsigned long flags = qp->flags;
663
664         /* range check first */
665         VM_BUG_ON_VMA(!range_in_vma(vma, start, end), vma);
666
667         if (!qp->first) {
668                 qp->first = vma;
669                 if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK) &&
670                         (qp->start < vma->vm_start))
671                         /* hole at head side of range */
672                         return -EFAULT;
673         }
674         next = find_vma(vma->vm_mm, vma->vm_end);
675         if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK) &&
676                 ((vma->vm_end < qp->end) &&
677                 (!next || vma->vm_end < next->vm_start)))
678                 /* hole at middle or tail of range */
679                 return -EFAULT;
680
681         /*
682          * Need check MPOL_MF_STRICT to return -EIO if possible
683          * regardless of vma_migratable
684          */
685         if (!vma_migratable(vma) &&
686             !(flags & MPOL_MF_STRICT))
687                 return 1;
688
689         if (endvma > end)
690                 endvma = end;
691
692         if (flags & MPOL_MF_LAZY) {
693                 /* Similar to task_numa_work, skip inaccessible VMAs */
694                 if (!is_vm_hugetlb_page(vma) && vma_is_accessible(vma) &&
695                         !(vma->vm_flags & VM_MIXEDMAP))
696                         change_prot_numa(vma, start, endvma);
697                 return 1;
698         }
699
700         /* queue pages from current vma */
701         if (flags & MPOL_MF_VALID)
702                 return 0;
703         return 1;
704 }
705
706 static const struct mm_walk_ops queue_pages_walk_ops = {
707         .hugetlb_entry          = queue_pages_hugetlb,
708         .pmd_entry              = queue_pages_pte_range,
709         .test_walk              = queue_pages_test_walk,
710 };
711
712 /*
713  * Walk through page tables and collect pages to be migrated.
714  *
715  * If pages found in a given range are on a set of nodes (determined by
716  * @nodes and @flags,) it's isolated and queued to the pagelist which is
717  * passed via @private.
718  *
719  * queue_pages_range() has three possible return values:
720  * 1 - there is unmovable page, but MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
721  *     specified.
722  * 0 - queue pages successfully or no misplaced page.
723  * errno - i.e. misplaced pages with MPOL_MF_STRICT specified (-EIO) or
724  *         memory range specified by nodemask and maxnode points outside
725  *         your accessible address space (-EFAULT)
726  */
727 static int
728 queue_pages_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start, unsigned long end,
729                 nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
730                 struct list_head *pagelist)
731 {
732         int err;
733         struct queue_pages qp = {
734                 .pagelist = pagelist,
735                 .flags = flags,
736                 .nmask = nodes,
737                 .start = start,
738                 .end = end,
739                 .first = NULL,
740         };
741
742         err = walk_page_range(mm, start, end, &queue_pages_walk_ops, &qp);
743
744         if (!qp.first)
745                 /* whole range in hole */
746                 err = -EFAULT;
747
748         return err;
749 }
750
751 /*
752  * Apply policy to a single VMA
753  * This must be called with the mmap_lock held for writing.
754  */
755 static int vma_replace_policy(struct vm_area_struct *vma,
756                                                 struct mempolicy *pol)
757 {
758         int err;
759         struct mempolicy *old;
760         struct mempolicy *new;
761
762         pr_debug("vma %lx-%lx/%lx vm_ops %p vm_file %p set_policy %p\n",
763                  vma->vm_start, vma->vm_end, vma->vm_pgoff,
764                  vma->vm_ops, vma->vm_file,
765                  vma->vm_ops ? vma->vm_ops->set_policy : NULL);
766
767         new = mpol_dup(pol);
768         if (IS_ERR(new))
769                 return PTR_ERR(new);
770
771         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->set_policy) {
772                 err = vma->vm_ops->set_policy(vma, new);
773                 if (err)
774                         goto err_out;
775         }
776
777         old = vma->vm_policy;
778         vma->vm_policy = new; /* protected by mmap_lock */
779         mpol_put(old);
780
781         return 0;
782  err_out:
783         mpol_put(new);
784         return err;
785 }
786
787 /* Step 2: apply policy to a range and do splits. */
788 static int mbind_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
789                        unsigned long end, struct mempolicy *new_pol)
790 {
791         MA_STATE(mas, &mm->mm_mt, start, start);
792         struct vm_area_struct *prev;
793         struct vm_area_struct *vma;
794         int err = 0;
795         pgoff_t pgoff;
796
797         prev = mas_prev(&mas, 0);
798         if (unlikely(!prev))
799                 mas_set(&mas, start);
800
801         vma = mas_find(&mas, end - 1);
802         if (WARN_ON(!vma))
803                 return 0;
804
805         if (start > vma->vm_start)
806                 prev = vma;
807
808         for (; vma; vma = mas_next(&mas, end - 1)) {
809                 unsigned long vmstart = max(start, vma->vm_start);
810                 unsigned long vmend = min(end, vma->vm_end);
811
812                 if (mpol_equal(vma_policy(vma), new_pol))
813                         goto next;
814
815                 pgoff = vma->vm_pgoff +
816                         ((vmstart - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
817                 prev = vma_merge(mm, prev, vmstart, vmend, vma->vm_flags,
818                                  vma->anon_vma, vma->vm_file, pgoff,
819                                  new_pol, vma->vm_userfaultfd_ctx,
820                                  anon_vma_name(vma));
821                 if (prev) {
822                         /* vma_merge() invalidated the mas */
823                         mas_pause(&mas);
824                         vma = prev;
825                         goto replace;
826                 }
827                 if (vma->vm_start != vmstart) {
828                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmstart, 1);
829                         if (err)
830                                 goto out;
831                         /* split_vma() invalidated the mas */
832                         mas_pause(&mas);
833                 }
834                 if (vma->vm_end != vmend) {
835                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmend, 0);
836                         if (err)
837                                 goto out;
838                         /* split_vma() invalidated the mas */
839                         mas_pause(&mas);
840                 }
841 replace:
842                 err = vma_replace_policy(vma, new_pol);
843                 if (err)
844                         goto out;
845 next:
846                 prev = vma;
847         }
848
849 out:
850         return err;
851 }
852
853 /* Set the process memory policy */
854 static long do_set_mempolicy(unsigned short mode, unsigned short flags,
855                              nodemask_t *nodes)
856 {
857         struct mempolicy *new, *old;
858         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
859         int ret;
860
861         if (!scratch)
862                 return -ENOMEM;
863
864         new = mpol_new(mode, flags, nodes);
865         if (IS_ERR(new)) {
866                 ret = PTR_ERR(new);
867                 goto out;
868         }
869
870         task_lock(current);
871         ret = mpol_set_nodemask(new, nodes, scratch);
872         if (ret) {
873                 task_unlock(current);
874                 mpol_put(new);
875                 goto out;
876         }
877
878         old = current->mempolicy;
879         current->mempolicy = new;
880         if (new && new->mode == MPOL_INTERLEAVE)
881                 current->il_prev = MAX_NUMNODES-1;
882         task_unlock(current);
883         mpol_put(old);
884         ret = 0;
885 out:
886         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
887         return ret;
888 }
889
890 /*
891  * Return nodemask for policy for get_mempolicy() query
892  *
893  * Called with task's alloc_lock held
894  */
895 static void get_policy_nodemask(struct mempolicy *p, nodemask_t *nodes)
896 {
897         nodes_clear(*nodes);
898         if (p == &default_policy)
899                 return;
900
901         switch (p->mode) {
902         case MPOL_BIND:
903         case MPOL_INTERLEAVE:
904         case MPOL_PREFERRED:
905         case MPOL_PREFERRED_MANY:
906                 *nodes = p->nodes;
907                 break;
908         case MPOL_LOCAL:
909                 /* return empty node mask for local allocation */
910                 break;
911         default:
912                 BUG();
913         }
914 }
915
916 static int lookup_node(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
917 {
918         struct page *p = NULL;
919         int ret;
920
921         ret = get_user_pages_fast(addr & PAGE_MASK, 1, 0, &p);
922         if (ret > 0) {
923                 ret = page_to_nid(p);
924                 put_page(p);
925         }
926         return ret;
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, because we are about to
978                          * drop the mmap_lock, after which only "pol" remains
979                          * valid, "vma" is stale.
980                          */
981                         pol_refcount = pol;
982                         vma = NULL;
983                         mpol_get(pol);
984                         mmap_read_unlock(mm);
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         struct vm_area_struct *vma;
1067         LIST_HEAD(pagelist);
1068         int err = 0;
1069         struct migration_target_control mtc = {
1070                 .nid = dest,
1071                 .gfp_mask = GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_THISNODE,
1072         };
1073
1074         nodes_clear(nmask);
1075         node_set(source, nmask);
1076
1077         /*
1078          * This does not "check" the range but isolates all pages that
1079          * need migration.  Between passing in the full user address
1080          * space range and MPOL_MF_DISCONTIG_OK, this call can not fail.
1081          */
1082         vma = find_vma(mm, 0);
1083         VM_BUG_ON(!(flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)));
1084         queue_pages_range(mm, vma->vm_start, mm->task_size, &nmask,
1085                         flags | MPOL_MF_DISCONTIG_OK, &pagelist);
1086
1087         if (!list_empty(&pagelist)) {
1088                 err = migrate_pages(&pagelist, alloc_migration_target, NULL,
1089                                 (unsigned long)&mtc, MIGRATE_SYNC, MR_SYSCALL, NULL);
1090                 if (err)
1091                         putback_movable_pages(&pagelist);
1092         }
1093
1094         return err;
1095 }
1096
1097 /*
1098  * Move pages between the two nodesets so as to preserve the physical
1099  * layout as much as possible.
1100  *
1101  * Returns the number of page that could not be moved.
1102  */
1103 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1104                      const nodemask_t *to, int flags)
1105 {
1106         int busy = 0;
1107         int err = 0;
1108         nodemask_t tmp;
1109
1110         lru_cache_disable();
1111
1112         mmap_read_lock(mm);
1113
1114         /*
1115          * Find a 'source' bit set in 'tmp' whose corresponding 'dest'
1116          * bit in 'to' is not also set in 'tmp'.  Clear the found 'source'
1117          * bit in 'tmp', and return that <source, dest> pair for migration.
1118          * The pair of nodemasks 'to' and 'from' define the map.
1119          *
1120          * If no pair of bits is found that way, fallback to picking some
1121          * pair of 'source' and 'dest' bits that are not the same.  If the
1122          * 'source' and 'dest' bits are the same, this represents a node
1123          * that will be migrating to itself, so no pages need move.
1124          *
1125          * If no bits are left in 'tmp', or if all remaining bits left
1126          * in 'tmp' correspond to the same bit in 'to', return false
1127          * (nothing left to migrate).
1128          *
1129          * This lets us pick a pair of nodes to migrate between, such that
1130          * if possible the dest node is not already occupied by some other
1131          * source node, minimizing the risk of overloading the memory on a
1132          * node that would happen if we migrated incoming memory to a node
1133          * before migrating outgoing memory source that same node.
1134          *
1135          * A single scan of tmp is sufficient.  As we go, we remember the
1136          * most recent <s, d> pair that moved (s != d).  If we find a pair
1137          * that not only moved, but what's better, moved to an empty slot
1138          * (d is not set in tmp), then we break out then, with that pair.
1139          * Otherwise when we finish scanning from_tmp, we at least have the
1140          * most recent <s, d> pair that moved.  If we get all the way through
1141          * the scan of tmp without finding any node that moved, much less
1142          * moved to an empty node, then there is nothing left worth migrating.
1143          */
1144
1145         tmp = *from;
1146         while (!nodes_empty(tmp)) {
1147                 int s, d;
1148                 int source = NUMA_NO_NODE;
1149                 int dest = 0;
1150
1151                 for_each_node_mask(s, tmp) {
1152
1153                         /*
1154                          * do_migrate_pages() tries to maintain the relative
1155                          * node relationship of the pages established between
1156                          * threads and memory areas.
1157                          *
1158                          * However if the number of source nodes is not equal to
1159                          * the number of destination nodes we can not preserve
1160                          * this node relative relationship.  In that case, skip
1161                          * copying memory from a node that is in the destination
1162                          * mask.
1163                          *
1164                          * Example: [2,3,4] -> [3,4,5] moves everything.
1165                          *          [0-7] - > [3,4,5] moves only 0,1,2,6,7.
1166                          */
1167
1168                         if ((nodes_weight(*from) != nodes_weight(*to)) &&
1169                                                 (node_isset(s, *to)))
1170                                 continue;
1171
1172                         d = node_remap(s, *from, *to);
1173                         if (s == d)
1174                                 continue;
1175
1176                         source = s;     /* Node moved. Memorize */
1177                         dest = d;
1178
1179                         /* dest not in remaining from nodes? */
1180                         if (!node_isset(dest, tmp))
1181                                 break;
1182                 }
1183                 if (source == NUMA_NO_NODE)
1184                         break;
1185
1186                 node_clear(source, tmp);
1187                 err = migrate_to_node(mm, source, dest, flags);
1188                 if (err > 0)
1189                         busy += err;
1190                 if (err < 0)
1191                         break;
1192         }
1193         mmap_read_unlock(mm);
1194
1195         lru_cache_enable();
1196         if (err < 0)
1197                 return err;
1198         return busy;
1199
1200 }
1201
1202 /*
1203  * Allocate a new page for page migration based on vma policy.
1204  * Start by assuming the page is mapped by the same vma as contains @start.
1205  * Search forward from there, if not.  N.B., this assumes that the
1206  * list of pages handed to migrate_pages()--which is how we get here--
1207  * is in virtual address order.
1208  */
1209 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start)
1210 {
1211         struct folio *dst, *src = page_folio(page);
1212         struct vm_area_struct *vma;
1213         unsigned long address;
1214         VMA_ITERATOR(vmi, current->mm, start);
1215         gfp_t gfp = GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_RETRY_MAYFAIL;
1216
1217         for_each_vma(vmi, vma) {
1218                 address = page_address_in_vma(page, vma);
1219                 if (address != -EFAULT)
1220                         break;
1221         }
1222
1223         if (folio_test_hugetlb(src))
1224                 return alloc_huge_page_vma(page_hstate(&src->page),
1225                                 vma, address);
1226
1227         if (folio_test_large(src))
1228                 gfp = GFP_TRANSHUGE;
1229
1230         /*
1231          * if !vma, vma_alloc_folio() will use task or system default policy
1232          */
1233         dst = vma_alloc_folio(gfp, folio_order(src), vma, address,
1234                         folio_test_large(src));
1235         return &dst->page;
1236 }
1237 #else
1238
1239 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1240                                 unsigned long flags)
1241 {
1242         return -EIO;
1243 }
1244
1245 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1246                      const nodemask_t *to, int flags)
1247 {
1248         return -ENOSYS;
1249 }
1250
1251 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start)
1252 {
1253         return NULL;
1254 }
1255 #endif
1256
1257 static long do_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1258                      unsigned short mode, unsigned short mode_flags,
1259                      nodemask_t *nmask, unsigned long flags)
1260 {
1261         struct mm_struct *mm = current->mm;
1262         struct mempolicy *new;
1263         unsigned long end;
1264         int err;
1265         int ret;
1266         LIST_HEAD(pagelist);
1267
1268         if (flags & ~(unsigned long)MPOL_MF_VALID)
1269                 return -EINVAL;
1270         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1271                 return -EPERM;
1272
1273         if (start & ~PAGE_MASK)
1274                 return -EINVAL;
1275
1276         if (mode == MPOL_DEFAULT)
1277                 flags &= ~MPOL_MF_STRICT;
1278
1279         len = PAGE_ALIGN(len);
1280         end = start + len;
1281
1282         if (end < start)
1283                 return -EINVAL;
1284         if (end == start)
1285                 return 0;
1286
1287         new = mpol_new(mode, mode_flags, nmask);
1288         if (IS_ERR(new))
1289                 return PTR_ERR(new);
1290
1291         if (flags & MPOL_MF_LAZY)
1292                 new->flags |= MPOL_F_MOF;
1293
1294         /*
1295          * If we are using the default policy then operation
1296          * on discontinuous address spaces is okay after all
1297          */
1298         if (!new)
1299                 flags |= MPOL_MF_DISCONTIG_OK;
1300
1301         pr_debug("mbind %lx-%lx mode:%d flags:%d nodes:%lx\n",
1302                  start, start + len, mode, mode_flags,
1303                  nmask ? nodes_addr(*nmask)[0] : NUMA_NO_NODE);
1304
1305         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
1306
1307                 lru_cache_disable();
1308         }
1309         {
1310                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1311                 if (scratch) {
1312                         mmap_write_lock(mm);
1313                         err = mpol_set_nodemask(new, nmask, scratch);
1314                         if (err)
1315                                 mmap_write_unlock(mm);
1316                 } else
1317                         err = -ENOMEM;
1318                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1319         }
1320         if (err)
1321                 goto mpol_out;
1322
1323         ret = queue_pages_range(mm, start, end, nmask,
1324                           flags | MPOL_MF_INVERT, &pagelist);
1325
1326         if (ret < 0) {
1327                 err = ret;
1328                 goto up_out;
1329         }
1330
1331         err = mbind_range(mm, start, end, new);
1332
1333         if (!err) {
1334                 int nr_failed = 0;
1335
1336                 if (!list_empty(&pagelist)) {
1337                         WARN_ON_ONCE(flags & MPOL_MF_LAZY);
1338                         nr_failed = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL,
1339                                 start, MIGRATE_SYNC, MR_MEMPOLICY_MBIND, NULL);
1340                         if (nr_failed)
1341                                 putback_movable_pages(&pagelist);
1342                 }
1343
1344                 if ((ret > 0) || (nr_failed && (flags & MPOL_MF_STRICT)))
1345                         err = -EIO;
1346         } else {
1347 up_out:
1348                 if (!list_empty(&pagelist))
1349                         putback_movable_pages(&pagelist);
1350         }
1351
1352         mmap_write_unlock(mm);
1353 mpol_out:
1354         mpol_put(new);
1355         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL))
1356                 lru_cache_enable();
1357         return err;
1358 }
1359
1360 /*
1361  * User space interface with variable sized bitmaps for nodelists.
1362  */
1363 static int get_bitmap(unsigned long *mask, const unsigned long __user *nmask,
1364                       unsigned long maxnode)
1365 {
1366         unsigned long nlongs = BITS_TO_LONGS(maxnode);
1367         int ret;
1368
1369         if (in_compat_syscall())
1370                 ret = compat_get_bitmap(mask,
1371                                         (const compat_ulong_t __user *)nmask,
1372                                         maxnode);
1373         else
1374                 ret = copy_from_user(mask, nmask,
1375                                      nlongs * sizeof(unsigned long));
1376
1377         if (ret)
1378                 return -EFAULT;
1379
1380         if (maxnode % BITS_PER_LONG)
1381                 mask[nlongs - 1] &= (1UL << (maxnode % BITS_PER_LONG)) - 1;
1382
1383         return 0;
1384 }
1385
1386 /* Copy a node mask from user space. */
1387 static int get_nodes(nodemask_t *nodes, const unsigned long __user *nmask,
1388                      unsigned long maxnode)
1389 {
1390         --maxnode;
1391         nodes_clear(*nodes);
1392         if (maxnode == 0 || !nmask)
1393                 return 0;
1394         if (maxnode > PAGE_SIZE*BITS_PER_BYTE)
1395                 return -EINVAL;
1396
1397         /*
1398          * When the user specified more nodes than supported just check
1399          * if the non supported part is all zero, one word at a time,
1400          * starting at the end.
1401          */
1402         while (maxnode > MAX_NUMNODES) {
1403                 unsigned long bits = min_t(unsigned long, maxnode, BITS_PER_LONG);
1404                 unsigned long t;
1405
1406                 if (get_bitmap(&t, &nmask[(maxnode - 1) / BITS_PER_LONG], bits))
1407                         return -EFAULT;
1408
1409                 if (maxnode - bits >= MAX_NUMNODES) {
1410                         maxnode -= bits;
1411                 } else {
1412                         maxnode = MAX_NUMNODES;
1413                         t &= ~((1UL << (MAX_NUMNODES % BITS_PER_LONG)) - 1);
1414                 }
1415                 if (t)
1416                         return -EINVAL;
1417         }
1418
1419         return get_bitmap(nodes_addr(*nodes), nmask, maxnode);
1420 }
1421
1422 /* Copy a kernel node mask to user space */
1423 static int copy_nodes_to_user(unsigned long __user *mask, unsigned long maxnode,
1424                               nodemask_t *nodes)
1425 {
1426         unsigned long copy = ALIGN(maxnode-1, 64) / 8;
1427         unsigned int nbytes = BITS_TO_LONGS(nr_node_ids) * sizeof(long);
1428         bool compat = in_compat_syscall();
1429
1430         if (compat)
1431                 nbytes = BITS_TO_COMPAT_LONGS(nr_node_ids) * sizeof(compat_long_t);
1432
1433         if (copy > nbytes) {
1434                 if (copy > PAGE_SIZE)
1435                         return -EINVAL;
1436                 if (clear_user((char __user *)mask + nbytes, copy - nbytes))
1437                         return -EFAULT;
1438                 copy = nbytes;
1439                 maxnode = nr_node_ids;
1440         }
1441
1442         if (compat)
1443                 return compat_put_bitmap((compat_ulong_t __user *)mask,
1444                                          nodes_addr(*nodes), maxnode);
1445
1446         return copy_to_user(mask, nodes_addr(*nodes), copy) ? -EFAULT : 0;
1447 }
1448
1449 /* Basic parameter sanity check used by both mbind() and set_mempolicy() */
1450 static inline int sanitize_mpol_flags(int *mode, unsigned short *flags)
1451 {
1452         *flags = *mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1453         *mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1454
1455         if ((unsigned int)(*mode) >=  MPOL_MAX)
1456                 return -EINVAL;
1457         if ((*flags & MPOL_F_STATIC_NODES) && (*flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1458                 return -EINVAL;
1459         if (*flags & MPOL_F_NUMA_BALANCING) {
1460                 if (*mode != MPOL_BIND)
1461                         return -EINVAL;
1462                 *flags |= (MPOL_F_MOF | MPOL_F_MORON);
1463         }
1464         return 0;
1465 }
1466
1467 static long kernel_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1468                          unsigned long mode, const unsigned long __user *nmask,
1469                          unsigned long maxnode, unsigned int flags)
1470 {
1471         unsigned short mode_flags;
1472         nodemask_t nodes;
1473         int lmode = mode;
1474         int err;
1475
1476         start = untagged_addr(start);
1477         err = sanitize_mpol_flags(&lmode, &mode_flags);
1478         if (err)
1479                 return err;
1480
1481         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1482         if (err)
1483                 return err;
1484
1485         return do_mbind(start, len, lmode, mode_flags, &nodes, flags);
1486 }
1487
1488 SYSCALL_DEFINE4(set_mempolicy_home_node, unsigned long, start, unsigned long, len,
1489                 unsigned long, home_node, unsigned long, flags)
1490 {
1491         struct mm_struct *mm = current->mm;
1492         struct vm_area_struct *vma;
1493         struct mempolicy *new;
1494         unsigned long vmstart;
1495         unsigned long vmend;
1496         unsigned long end;
1497         int err = -ENOENT;
1498         VMA_ITERATOR(vmi, mm, start);
1499
1500         start = untagged_addr(start);
1501         if (start & ~PAGE_MASK)
1502                 return -EINVAL;
1503         /*
1504          * flags is used for future extension if any.
1505          */
1506         if (flags != 0)
1507                 return -EINVAL;
1508
1509         /*
1510          * Check home_node is online to avoid accessing uninitialized
1511          * NODE_DATA.
1512          */
1513         if (home_node >= MAX_NUMNODES || !node_online(home_node))
1514                 return -EINVAL;
1515
1516         len = PAGE_ALIGN(len);
1517         end = start + len;
1518
1519         if (end < start)
1520                 return -EINVAL;
1521         if (end == start)
1522                 return 0;
1523         mmap_write_lock(mm);
1524         for_each_vma_range(vmi, vma, end) {
1525                 vmstart = max(start, vma->vm_start);
1526                 vmend   = min(end, vma->vm_end);
1527                 new = mpol_dup(vma_policy(vma));
1528                 if (IS_ERR(new)) {
1529                         err = PTR_ERR(new);
1530                         break;
1531                 }
1532                 /*
1533                  * Only update home node if there is an existing vma policy
1534                  */
1535                 if (!new)
1536                         continue;
1537
1538                 /*
1539                  * If any vma in the range got policy other than MPOL_BIND
1540                  * or MPOL_PREFERRED_MANY we return error. We don't reset
1541                  * the home node for vmas we already updated before.
1542                  */
1543                 if (new->mode != MPOL_BIND && new->mode != MPOL_PREFERRED_MANY) {
1544                         mpol_put(new);
1545                         err = -EOPNOTSUPP;
1546                         break;
1547                 }
1548
1549                 new->home_node = home_node;
1550                 err = mbind_range(mm, vmstart, vmend, new);
1551                 mpol_put(new);
1552                 if (err)
1553                         break;
1554         }
1555         mmap_write_unlock(mm);
1556         return err;
1557 }
1558
1559 SYSCALL_DEFINE6(mbind, unsigned long, start, unsigned long, len,
1560                 unsigned long, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1561                 unsigned long, maxnode, unsigned int, flags)
1562 {
1563         return kernel_mbind(start, len, mode, nmask, maxnode, flags);
1564 }
1565
1566 /* Set the process memory policy */
1567 static long kernel_set_mempolicy(int mode, const unsigned long __user *nmask,
1568                                  unsigned long maxnode)
1569 {
1570         unsigned short mode_flags;
1571         nodemask_t nodes;
1572         int lmode = mode;
1573         int err;
1574
1575         err = sanitize_mpol_flags(&lmode, &mode_flags);
1576         if (err)
1577                 return err;
1578
1579         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1580         if (err)
1581                 return err;
1582
1583         return do_set_mempolicy(lmode, mode_flags, &nodes);
1584 }
1585
1586 SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1587                 unsigned long, maxnode)
1588 {
1589         return kernel_set_mempolicy(mode, nmask, maxnode);
1590 }
1591
1592 static int kernel_migrate_pages(pid_t pid, unsigned long maxnode,
1593                                 const unsigned long __user *old_nodes,
1594                                 const unsigned long __user *new_nodes)
1595 {
1596         struct mm_struct *mm = NULL;
1597         struct task_struct *task;
1598         nodemask_t task_nodes;
1599         int err;
1600         nodemask_t *old;
1601         nodemask_t *new;
1602         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1603
1604         if (!scratch)
1605                 return -ENOMEM;
1606
1607         old = &scratch->mask1;
1608         new = &scratch->mask2;
1609
1610         err = get_nodes(old, old_nodes, maxnode);
1611         if (err)
1612                 goto out;
1613
1614         err = get_nodes(new, new_nodes, maxnode);
1615         if (err)
1616                 goto out;
1617
1618         /* Find the mm_struct */
1619         rcu_read_lock();
1620         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1621         if (!task) {
1622                 rcu_read_unlock();
1623                 err = -ESRCH;
1624                 goto out;
1625         }
1626         get_task_struct(task);
1627
1628         err = -EINVAL;
1629
1630         /*
1631          * Check if this process has the right to modify the specified process.
1632          * Use the regular "ptrace_may_access()" checks.
1633          */
1634         if (!ptrace_may_access(task, PTRACE_MODE_READ_REALCREDS)) {
1635                 rcu_read_unlock();
1636                 err = -EPERM;
1637                 goto out_put;
1638         }
1639         rcu_read_unlock();
1640
1641         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1642         /* Is the user allowed to access the target nodes? */
1643         if (!nodes_subset(*new, task_nodes) && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1644                 err = -EPERM;
1645                 goto out_put;
1646         }
1647
1648         task_nodes = cpuset_mems_allowed(current);
1649         nodes_and(*new, *new, task_nodes);
1650         if (nodes_empty(*new))
1651                 goto out_put;
1652
1653         err = security_task_movememory(task);
1654         if (err)
1655                 goto out_put;
1656
1657         mm = get_task_mm(task);
1658         put_task_struct(task);
1659
1660         if (!mm) {
1661                 err = -EINVAL;
1662                 goto out;
1663         }
1664
1665         err = do_migrate_pages(mm, old, new,
1666                 capable(CAP_SYS_NICE) ? MPOL_MF_MOVE_ALL : MPOL_MF_MOVE);
1667
1668         mmput(mm);
1669 out:
1670         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1671
1672         return err;
1673
1674 out_put:
1675         put_task_struct(task);
1676         goto out;
1677
1678 }
1679
1680 SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, pid_t, pid, unsigned long, maxnode,
1681                 const unsigned long __user *, old_nodes,
1682                 const unsigned long __user *, new_nodes)
1683 {
1684         return kernel_migrate_pages(pid, maxnode, old_nodes, new_nodes);
1685 }
1686
1687
1688 /* Retrieve NUMA policy */
1689 static int kernel_get_mempolicy(int __user *policy,
1690                                 unsigned long __user *nmask,
1691                                 unsigned long maxnode,
1692                                 unsigned long addr,
1693                                 unsigned long flags)
1694 {
1695         int err;
1696         int pval;
1697         nodemask_t nodes;
1698
1699         if (nmask != NULL && maxnode < nr_node_ids)
1700                 return -EINVAL;
1701
1702         addr = untagged_addr(addr);
1703
1704         err = do_get_mempolicy(&pval, &nodes, addr, flags);
1705
1706         if (err)
1707                 return err;
1708
1709         if (policy && put_user(pval, policy))
1710                 return -EFAULT;
1711
1712         if (nmask)
1713                 err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, &nodes);
1714
1715         return err;
1716 }
1717
1718 SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1719                 unsigned long __user *, nmask, unsigned long, maxnode,
1720                 unsigned long, addr, unsigned long, flags)
1721 {
1722         return kernel_get_mempolicy(policy, nmask, maxnode, addr, flags);
1723 }
1724
1725 bool vma_migratable(struct vm_area_struct *vma)
1726 {
1727         if (vma->vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP))
1728                 return false;
1729
1730         /*
1731          * DAX device mappings require predictable access latency, so avoid
1732          * incurring periodic faults.
1733          */
1734         if (vma_is_dax(vma))
1735                 return false;
1736
1737         if (is_vm_hugetlb_page(vma) &&
1738                 !hugepage_migration_supported(hstate_vma(vma)))
1739                 return false;
1740
1741         /*
1742          * Migration allocates pages in the highest zone. If we cannot
1743          * do so then migration (at least from node to node) is not
1744          * possible.
1745          */
1746         if (vma->vm_file &&
1747                 gfp_zone(mapping_gfp_mask(vma->vm_file->f_mapping))
1748                         < policy_zone)
1749                 return false;
1750         return true;
1751 }
1752
1753 struct mempolicy *__get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1754                                                 unsigned long addr)
1755 {
1756         struct mempolicy *pol = NULL;
1757
1758         if (vma) {
1759                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1760                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
1761                 } else if (vma->vm_policy) {
1762                         pol = vma->vm_policy;
1763
1764                         /*
1765                          * shmem_alloc_page() passes MPOL_F_SHARED policy with
1766                          * a pseudo vma whose vma->vm_ops=NULL. Take a reference
1767                          * count on these policies which will be dropped by
1768                          * mpol_cond_put() later
1769                          */
1770                         if (mpol_needs_cond_ref(pol))
1771                                 mpol_get(pol);
1772                 }
1773         }
1774
1775         return pol;
1776 }
1777
1778 /*
1779  * get_vma_policy(@vma, @addr)
1780  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
1781  * @addr: address in @vma for shared policy lookup
1782  *
1783  * Returns effective policy for a VMA at specified address.
1784  * Falls back to current->mempolicy or system default policy, as necessary.
1785  * Shared policies [those marked as MPOL_F_SHARED] require an extra reference
1786  * count--added by the get_policy() vm_op, as appropriate--to protect against
1787  * freeing by another task.  It is the caller's responsibility to free the
1788  * extra reference for shared policies.
1789  */
1790 static struct mempolicy *get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1791                                                 unsigned long addr)
1792 {
1793         struct mempolicy *pol = __get_vma_policy(vma, addr);
1794
1795         if (!pol)
1796                 pol = get_task_policy(current);
1797
1798         return pol;
1799 }
1800
1801 bool vma_policy_mof(struct vm_area_struct *vma)
1802 {
1803         struct mempolicy *pol;
1804
1805         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1806                 bool ret = false;
1807
1808                 pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, vma->vm_start);
1809                 if (pol && (pol->flags & MPOL_F_MOF))
1810                         ret = true;
1811                 mpol_cond_put(pol);
1812
1813                 return ret;
1814         }
1815
1816         pol = vma->vm_policy;
1817         if (!pol)
1818                 pol = get_task_policy(current);
1819
1820         return pol->flags & MPOL_F_MOF;
1821 }
1822
1823 bool apply_policy_zone(struct mempolicy *policy, enum zone_type zone)
1824 {
1825         enum zone_type dynamic_policy_zone = policy_zone;
1826
1827         BUG_ON(dynamic_policy_zone == ZONE_MOVABLE);
1828
1829         /*
1830          * if policy->nodes has movable memory only,
1831          * we apply policy when gfp_zone(gfp) = ZONE_MOVABLE only.
1832          *
1833          * policy->nodes is intersect with node_states[N_MEMORY].
1834          * so if the following test fails, it implies
1835          * policy->nodes has movable memory only.
1836          */
1837         if (!nodes_intersects(policy->nodes, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
1838                 dynamic_policy_zone = ZONE_MOVABLE;
1839
1840         return zone >= dynamic_policy_zone;
1841 }
1842
1843 /*
1844  * Return a nodemask representing a mempolicy for filtering nodes for
1845  * page allocation
1846  */
1847 nodemask_t *policy_nodemask(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1848 {
1849         int mode = policy->mode;
1850
1851         /* Lower zones don't get a nodemask applied for MPOL_BIND */
1852         if (unlikely(mode == MPOL_BIND) &&
1853                 apply_policy_zone(policy, gfp_zone(gfp)) &&
1854                 cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(&policy->nodes))
1855                 return &policy->nodes;
1856
1857         if (mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
1858                 return &policy->nodes;
1859
1860         return NULL;
1861 }
1862
1863 /*
1864  * Return the  preferred node id for 'prefer' mempolicy, and return
1865  * the given id for all other policies.
1866  *
1867  * policy_node() is always coupled with policy_nodemask(), which
1868  * secures the nodemask limit for 'bind' and 'prefer-many' policy.
1869  */
1870 static int policy_node(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy, int nd)
1871 {
1872         if (policy->mode == MPOL_PREFERRED) {
1873                 nd = first_node(policy->nodes);
1874         } else {
1875                 /*
1876                  * __GFP_THISNODE shouldn't even be used with the bind policy
1877                  * because we might easily break the expectation to stay on the
1878                  * requested node and not break the policy.
1879                  */
1880                 WARN_ON_ONCE(policy->mode == MPOL_BIND && (gfp & __GFP_THISNODE));
1881         }
1882
1883         if ((policy->mode == MPOL_BIND ||
1884              policy->mode == MPOL_PREFERRED_MANY) &&
1885             policy->home_node != NUMA_NO_NODE)
1886                 return policy->home_node;
1887
1888         return nd;
1889 }
1890
1891 /* Do dynamic interleaving for a process */
1892 static unsigned interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
1893 {
1894         unsigned next;
1895         struct task_struct *me = current;
1896
1897         next = next_node_in(me->il_prev, policy->nodes);
1898         if (next < MAX_NUMNODES)
1899                 me->il_prev = next;
1900         return next;
1901 }
1902
1903 /*
1904  * Depending on the memory policy provide a node from which to allocate the
1905  * next slab entry.
1906  */
1907 unsigned int mempolicy_slab_node(void)
1908 {
1909         struct mempolicy *policy;
1910         int node = numa_mem_id();
1911
1912         if (!in_task())
1913                 return node;
1914
1915         policy = current->mempolicy;
1916         if (!policy)
1917                 return node;
1918
1919         switch (policy->mode) {
1920         case MPOL_PREFERRED:
1921                 return first_node(policy->nodes);
1922
1923         case MPOL_INTERLEAVE:
1924                 return interleave_nodes(policy);
1925
1926         case MPOL_BIND:
1927         case MPOL_PREFERRED_MANY:
1928         {
1929                 struct zoneref *z;
1930
1931                 /*
1932                  * Follow bind policy behavior and start allocation at the
1933                  * first node.
1934                  */
1935                 struct zonelist *zonelist;
1936                 enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(GFP_KERNEL);
1937                 zonelist = &NODE_DATA(node)->node_zonelists[ZONELIST_FALLBACK];
1938                 z = first_zones_zonelist(zonelist, highest_zoneidx,
1939                                                         &policy->nodes);
1940                 return z->zone ? zone_to_nid(z->zone) : node;
1941         }
1942         case MPOL_LOCAL:
1943                 return node;
1944
1945         default:
1946                 BUG();
1947         }
1948 }
1949
1950 /*
1951  * Do static interleaving for a VMA with known offset @n.  Returns the n'th
1952  * node in pol->nodes (starting from n=0), wrapping around if n exceeds the
1953  * number of present nodes.
1954  */
1955 static unsigned offset_il_node(struct mempolicy *pol, unsigned long n)
1956 {
1957         nodemask_t nodemask = pol->nodes;
1958         unsigned int target, nnodes;
1959         int i;
1960         int nid;
1961         /*
1962          * The barrier will stabilize the nodemask in a register or on
1963          * the stack so that it will stop changing under the code.
1964          *
1965          * Between first_node() and next_node(), pol->nodes could be changed
1966          * by other threads. So we put pol->nodes in a local stack.
1967          */
1968         barrier();
1969
1970         nnodes = nodes_weight(nodemask);
1971         if (!nnodes)
1972                 return numa_node_id();
1973         target = (unsigned int)n % nnodes;
1974         nid = first_node(nodemask);
1975         for (i = 0; i < target; i++)
1976                 nid = next_node(nid, nodemask);
1977         return nid;
1978 }
1979
1980 /* Determine a node number for interleave */
1981 static inline unsigned interleave_nid(struct mempolicy *pol,
1982                  struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, int shift)
1983 {
1984         if (vma) {
1985                 unsigned long off;
1986
1987                 /*
1988                  * for small pages, there is no difference between
1989                  * shift and PAGE_SHIFT, so the bit-shift is safe.
1990                  * for huge pages, since vm_pgoff is in units of small
1991                  * pages, we need to shift off the always 0 bits to get
1992                  * a useful offset.
1993                  */
1994                 BUG_ON(shift < PAGE_SHIFT);
1995                 off = vma->vm_pgoff >> (shift - PAGE_SHIFT);
1996                 off += (addr - vma->vm_start) >> shift;
1997                 return offset_il_node(pol, off);
1998         } else
1999                 return interleave_nodes(pol);
2000 }
2001
2002 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
2003 /*
2004  * huge_node(@vma, @addr, @gfp_flags, @mpol)
2005  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
2006  * @addr: address in @vma for shared policy lookup and interleave policy
2007  * @gfp_flags: for requested zone
2008  * @mpol: pointer to mempolicy pointer for reference counted mempolicy
2009  * @nodemask: pointer to nodemask pointer for 'bind' and 'prefer-many' policy
2010  *
2011  * Returns a nid suitable for a huge page allocation and a pointer
2012  * to the struct mempolicy for conditional unref after allocation.
2013  * If the effective policy is 'bind' or 'prefer-many', returns a pointer
2014  * to the mempolicy's @nodemask for filtering the zonelist.
2015  *
2016  * Must be protected by read_mems_allowed_begin()
2017  */
2018 int huge_node(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, gfp_t gfp_flags,
2019                                 struct mempolicy **mpol, nodemask_t **nodemask)
2020 {
2021         int nid;
2022         int mode;
2023
2024         *mpol = get_vma_policy(vma, addr);
2025         *nodemask = NULL;
2026         mode = (*mpol)->mode;
2027
2028         if (unlikely(mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
2029                 nid = interleave_nid(*mpol, vma, addr,
2030                                         huge_page_shift(hstate_vma(vma)));
2031         } else {
2032                 nid = policy_node(gfp_flags, *mpol, numa_node_id());
2033                 if (mode == MPOL_BIND || mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
2034                         *nodemask = &(*mpol)->nodes;
2035         }
2036         return nid;
2037 }
2038
2039 /*
2040  * init_nodemask_of_mempolicy
2041  *
2042  * If the current task's mempolicy is "default" [NULL], return 'false'
2043  * to indicate default policy.  Otherwise, extract the policy nodemask
2044  * for 'bind' or 'interleave' policy into the argument nodemask, or
2045  * initialize the argument nodemask to contain the single node for
2046  * 'preferred' or 'local' policy and return 'true' to indicate presence
2047  * of non-default mempolicy.
2048  *
2049  * We don't bother with reference counting the mempolicy [mpol_get/put]
2050  * because the current task is examining it's own mempolicy and a task's
2051  * mempolicy is only ever changed by the task itself.
2052  *
2053  * N.B., it is the caller's responsibility to free a returned nodemask.
2054  */
2055 bool init_nodemask_of_mempolicy(nodemask_t *mask)
2056 {
2057         struct mempolicy *mempolicy;
2058
2059         if (!(mask && current->mempolicy))
2060                 return false;
2061
2062         task_lock(current);
2063         mempolicy = current->mempolicy;
2064         switch (mempolicy->mode) {
2065         case MPOL_PREFERRED:
2066         case MPOL_PREFERRED_MANY:
2067         case MPOL_BIND:
2068         case MPOL_INTERLEAVE:
2069                 *mask = mempolicy->nodes;
2070                 break;
2071
2072         case MPOL_LOCAL:
2073                 init_nodemask_of_node(mask, numa_node_id());
2074                 break;
2075
2076         default:
2077                 BUG();
2078         }
2079         task_unlock(current);
2080
2081         return true;
2082 }
2083 #endif
2084
2085 /*
2086  * mempolicy_in_oom_domain
2087  *
2088  * If tsk's mempolicy is "bind", check for intersection between mask and
2089  * the policy nodemask. Otherwise, return true for all other policies
2090  * including "interleave", as a tsk with "interleave" policy may have
2091  * memory allocated from all nodes in system.
2092  *
2093  * Takes task_lock(tsk) to prevent freeing of its mempolicy.
2094  */
2095 bool mempolicy_in_oom_domain(struct task_struct *tsk,
2096                                         const nodemask_t *mask)
2097 {
2098         struct mempolicy *mempolicy;
2099         bool ret = true;
2100
2101         if (!mask)
2102                 return ret;
2103
2104         task_lock(tsk);
2105         mempolicy = tsk->mempolicy;
2106         if (mempolicy && mempolicy->mode == MPOL_BIND)
2107                 ret = nodes_intersects(mempolicy->nodes, *mask);
2108         task_unlock(tsk);
2109
2110         return ret;
2111 }
2112
2113 /* Allocate a page in interleaved policy.
2114    Own path because it needs to do special accounting. */
2115 static struct page *alloc_page_interleave(gfp_t gfp, unsigned order,
2116                                         unsigned nid)
2117 {
2118         struct page *page;
2119
2120         page = __alloc_pages(gfp, order, nid, NULL);
2121         /* skip NUMA_INTERLEAVE_HIT counter update if numa stats is disabled */
2122         if (!static_branch_likely(&vm_numa_stat_key))
2123                 return page;
2124         if (page && page_to_nid(page) == nid) {
2125                 preempt_disable();
2126                 __count_numa_event(page_zone(page), NUMA_INTERLEAVE_HIT);
2127                 preempt_enable();
2128         }
2129         return page;
2130 }
2131
2132 static struct page *alloc_pages_preferred_many(gfp_t gfp, unsigned int order,
2133                                                 int nid, struct mempolicy *pol)
2134 {
2135         struct page *page;
2136         gfp_t preferred_gfp;
2137
2138         /*
2139          * This is a two pass approach. The first pass will only try the
2140          * preferred nodes but skip the direct reclaim and allow the
2141          * allocation to fail, while the second pass will try all the
2142          * nodes in system.
2143          */
2144         preferred_gfp = gfp | __GFP_NOWARN;
2145         preferred_gfp &= ~(__GFP_DIRECT_RECLAIM | __GFP_NOFAIL);
2146         page = __alloc_pages(preferred_gfp, order, nid, &pol->nodes);
2147         if (!page)
2148                 page = __alloc_pages(gfp, order, nid, NULL);
2149
2150         return page;
2151 }
2152
2153 /**
2154  * vma_alloc_folio - Allocate a folio for a VMA.
2155  * @gfp: GFP flags.
2156  * @order: Order of the folio.
2157  * @vma: Pointer to VMA or NULL if not available.
2158  * @addr: Virtual address of the allocation.  Must be inside @vma.
2159  * @hugepage: For hugepages try only the preferred node if possible.
2160  *
2161  * Allocate a folio for a specific address in @vma, using the appropriate
2162  * NUMA policy.  When @vma is not NULL the caller must hold the mmap_lock
2163  * of the mm_struct of the VMA to prevent it from going away.  Should be
2164  * used for all allocations for folios that will be mapped into user space.
2165  *
2166  * Return: The folio on success or NULL if allocation fails.
2167  */
2168 struct folio *vma_alloc_folio(gfp_t gfp, int order, struct vm_area_struct *vma,
2169                 unsigned long addr, bool hugepage)
2170 {
2171         struct mempolicy *pol;
2172         int node = numa_node_id();
2173         struct folio *folio;
2174         int preferred_nid;
2175         nodemask_t *nmask;
2176
2177         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2178
2179         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
2180                 struct page *page;
2181                 unsigned nid;
2182
2183                 nid = interleave_nid(pol, vma, addr, PAGE_SHIFT + order);
2184                 mpol_cond_put(pol);
2185                 gfp |= __GFP_COMP;
2186                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, nid);
2187                 if (page && order > 1)
2188                         prep_transhuge_page(page);
2189                 folio = (struct folio *)page;
2190                 goto out;
2191         }
2192
2193         if (pol->mode == MPOL_PREFERRED_MANY) {
2194                 struct page *page;
2195
2196                 node = policy_node(gfp, pol, node);
2197                 gfp |= __GFP_COMP;
2198                 page = alloc_pages_preferred_many(gfp, order, node, pol);
2199                 mpol_cond_put(pol);
2200                 if (page && order > 1)
2201                         prep_transhuge_page(page);
2202                 folio = (struct folio *)page;
2203                 goto out;
2204         }
2205
2206         if (unlikely(IS_ENABLED(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) && hugepage)) {
2207                 int hpage_node = node;
2208
2209                 /*
2210                  * For hugepage allocation and non-interleave policy which
2211                  * allows the current node (or other explicitly preferred
2212                  * node) we only try to allocate from the current/preferred
2213                  * node and don't fall back to other nodes, as the cost of
2214                  * remote accesses would likely offset THP benefits.
2215                  *
2216                  * If the policy is interleave or does not allow the current
2217                  * node in its nodemask, we allocate the standard way.
2218                  */
2219                 if (pol->mode == MPOL_PREFERRED)
2220                         hpage_node = first_node(pol->nodes);
2221
2222                 nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2223                 if (!nmask || node_isset(hpage_node, *nmask)) {
2224                         mpol_cond_put(pol);
2225                         /*
2226                          * First, try to allocate THP only on local node, but
2227                          * don't reclaim unnecessarily, just compact.
2228                          */
2229                         folio = __folio_alloc_node(gfp | __GFP_THISNODE |
2230                                         __GFP_NORETRY, order, hpage_node);
2231
2232                         /*
2233                          * If hugepage allocations are configured to always
2234                          * synchronous compact or the vma has been madvised
2235                          * to prefer hugepage backing, retry allowing remote
2236                          * memory with both reclaim and compact as well.
2237                          */
2238                         if (!folio && (gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM))
2239                                 folio = __folio_alloc(gfp, order, hpage_node,
2240                                                       nmask);
2241
2242                         goto out;
2243                 }
2244         }
2245
2246         nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2247         preferred_nid = policy_node(gfp, pol, node);
2248         folio = __folio_alloc(gfp, order, preferred_nid, nmask);
2249         mpol_cond_put(pol);
2250 out:
2251         return folio;
2252 }
2253 EXPORT_SYMBOL(vma_alloc_folio);
2254
2255 /**
2256  * alloc_pages - Allocate pages.
2257  * @gfp: GFP flags.
2258  * @order: Power of two of number of pages to allocate.
2259  *
2260  * Allocate 1 << @order contiguous pages.  The physical address of the
2261  * first page is naturally aligned (eg an order-3 allocation will be aligned
2262  * to a multiple of 8 * PAGE_SIZE bytes).  The NUMA policy of the current
2263  * process is honoured when in process context.
2264  *
2265  * Context: Can be called from any context, providing the appropriate GFP
2266  * flags are used.
2267  * Return: The page on success or NULL if allocation fails.
2268  */
2269 struct page *alloc_pages(gfp_t gfp, unsigned order)
2270 {
2271         struct mempolicy *pol = &default_policy;
2272         struct page *page;
2273
2274         if (!in_interrupt() && !(gfp & __GFP_THISNODE))
2275                 pol = get_task_policy(current);
2276
2277         /*
2278          * No reference counting needed for current->mempolicy
2279          * nor system default_policy
2280          */
2281         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
2282                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, interleave_nodes(pol));
2283         else if (pol->mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
2284                 page = alloc_pages_preferred_many(gfp, order,
2285                                   policy_node(gfp, pol, numa_node_id()), pol);
2286         else
2287                 page = __alloc_pages(gfp, order,
2288                                 policy_node(gfp, pol, numa_node_id()),
2289                                 policy_nodemask(gfp, pol));
2290
2291         return page;
2292 }
2293 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages);
2294
2295 struct folio *folio_alloc(gfp_t gfp, unsigned order)
2296 {
2297         struct page *page = alloc_pages(gfp | __GFP_COMP, order);
2298
2299         if (page && order > 1)
2300                 prep_transhuge_page(page);
2301         return (struct folio *)page;
2302 }
2303 EXPORT_SYMBOL(folio_alloc);
2304
2305 static unsigned long alloc_pages_bulk_array_interleave(gfp_t gfp,
2306                 struct mempolicy *pol, unsigned long nr_pages,
2307                 struct page **page_array)
2308 {
2309         int nodes;
2310         unsigned long nr_pages_per_node;
2311         int delta;
2312         int i;
2313         unsigned long nr_allocated;
2314         unsigned long total_allocated = 0;
2315
2316         nodes = nodes_weight(pol->nodes);
2317         nr_pages_per_node = nr_pages / nodes;
2318         delta = nr_pages - nodes * nr_pages_per_node;
2319
2320         for (i = 0; i < nodes; i++) {
2321                 if (delta) {
2322                         nr_allocated = __alloc_pages_bulk(gfp,
2323                                         interleave_nodes(pol), NULL,
2324                                         nr_pages_per_node + 1, NULL,
2325                                         page_array);
2326                         delta--;
2327                 } else {
2328                         nr_allocated = __alloc_pages_bulk(gfp,
2329                                         interleave_nodes(pol), NULL,
2330                                         nr_pages_per_node, NULL, page_array);
2331                 }
2332
2333                 page_array += nr_allocated;
2334                 total_allocated += nr_allocated;
2335         }
2336
2337         return total_allocated;
2338 }
2339
2340 static unsigned long alloc_pages_bulk_array_preferred_many(gfp_t gfp, int nid,
2341                 struct mempolicy *pol, unsigned long nr_pages,
2342                 struct page **page_array)
2343 {
2344         gfp_t preferred_gfp;
2345         unsigned long nr_allocated = 0;
2346
2347         preferred_gfp = gfp | __GFP_NOWARN;
2348         preferred_gfp &= ~(__GFP_DIRECT_RECLAIM | __GFP_NOFAIL);
2349
2350         nr_allocated  = __alloc_pages_bulk(preferred_gfp, nid, &pol->nodes,
2351                                            nr_pages, NULL, page_array);
2352
2353         if (nr_allocated < nr_pages)
2354                 nr_allocated += __alloc_pages_bulk(gfp, numa_node_id(), NULL,
2355                                 nr_pages - nr_allocated, NULL,
2356                                 page_array + nr_allocated);
2357         return nr_allocated;
2358 }
2359
2360 /* alloc pages bulk and mempolicy should be considered at the
2361  * same time in some situation such as vmalloc.
2362  *
2363  * It can accelerate memory allocation especially interleaving
2364  * allocate memory.
2365  */
2366 unsigned long alloc_pages_bulk_array_mempolicy(gfp_t gfp,
2367                 unsigned long nr_pages, struct page **page_array)
2368 {
2369         struct mempolicy *pol = &default_policy;
2370
2371         if (!in_interrupt() && !(gfp & __GFP_THISNODE))
2372                 pol = get_task_policy(current);
2373
2374         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
2375                 return alloc_pages_bulk_array_interleave(gfp, pol,
2376                                                          nr_pages, page_array);
2377
2378         if (pol->mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
2379                 return alloc_pages_bulk_array_preferred_many(gfp,
2380                                 numa_node_id(), pol, nr_pages, page_array);
2381
2382         return __alloc_pages_bulk(gfp, policy_node(gfp, pol, numa_node_id()),
2383                                   policy_nodemask(gfp, pol), nr_pages, NULL,
2384                                   page_array);
2385 }
2386
2387 int vma_dup_policy(struct vm_area_struct *src, struct vm_area_struct *dst)
2388 {
2389         struct mempolicy *pol = mpol_dup(vma_policy(src));
2390
2391         if (IS_ERR(pol))
2392                 return PTR_ERR(pol);
2393         dst->vm_policy = pol;
2394         return 0;
2395 }
2396
2397 /*
2398  * If mpol_dup() sees current->cpuset == cpuset_being_rebound, then it
2399  * rebinds the mempolicy its copying by calling mpol_rebind_policy()
2400  * with the mems_allowed returned by cpuset_mems_allowed().  This
2401  * keeps mempolicies cpuset relative after its cpuset moves.  See
2402  * further kernel/cpuset.c update_nodemask().
2403  *
2404  * current's mempolicy may be rebinded by the other task(the task that changes
2405  * cpuset's mems), so we needn't do rebind work for current task.
2406  */
2407
2408 /* Slow path of a mempolicy duplicate */
2409 struct mempolicy *__mpol_dup(struct mempolicy *old)
2410 {
2411         struct mempolicy *new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2412
2413         if (!new)
2414                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2415
2416         /* task's mempolicy is protected by alloc_lock */
2417         if (old == current->mempolicy) {
2418                 task_lock(current);
2419                 *new = *old;
2420                 task_unlock(current);
2421         } else
2422                 *new = *old;
2423
2424         if (current_cpuset_is_being_rebound()) {
2425                 nodemask_t mems = cpuset_mems_allowed(current);
2426                 mpol_rebind_policy(new, &mems);
2427         }
2428         atomic_set(&new->refcnt, 1);
2429         return new;
2430 }
2431
2432 /* Slow path of a mempolicy comparison */
2433 bool __mpol_equal(struct mempolicy *a, struct mempolicy *b)
2434 {
2435         if (!a || !b)
2436                 return false;
2437         if (a->mode != b->mode)
2438                 return false;
2439         if (a->flags != b->flags)
2440                 return false;
2441         if (a->home_node != b->home_node)
2442                 return false;
2443         if (mpol_store_user_nodemask(a))
2444                 if (!nodes_equal(a->w.user_nodemask, b->w.user_nodemask))
2445                         return false;
2446
2447         switch (a->mode) {
2448         case MPOL_BIND:
2449         case MPOL_INTERLEAVE:
2450         case MPOL_PREFERRED:
2451         case MPOL_PREFERRED_MANY:
2452                 return !!nodes_equal(a->nodes, b->nodes);
2453         case MPOL_LOCAL:
2454                 return true;
2455         default:
2456                 BUG();
2457                 return false;
2458         }
2459 }
2460
2461 /*
2462  * Shared memory backing store policy support.
2463  *
2464  * Remember policies even when nobody has shared memory mapped.
2465  * The policies are kept in Red-Black tree linked from the inode.
2466  * They are protected by the sp->lock rwlock, which should be held
2467  * for any accesses to the tree.
2468  */
2469
2470 /*
2471  * lookup first element intersecting start-end.  Caller holds sp->lock for
2472  * reading or for writing
2473  */
2474 static struct sp_node *
2475 sp_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long start, unsigned long end)
2476 {
2477         struct rb_node *n = sp->root.rb_node;
2478
2479         while (n) {
2480                 struct sp_node *p = rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2481
2482                 if (start >= p->end)
2483                         n = n->rb_right;
2484                 else if (end <= p->start)
2485                         n = n->rb_left;
2486                 else
2487                         break;
2488         }
2489         if (!n)
2490                 return NULL;
2491         for (;;) {
2492                 struct sp_node *w = NULL;
2493                 struct rb_node *prev = rb_prev(n);
2494                 if (!prev)
2495                         break;
2496                 w = rb_entry(prev, struct sp_node, nd);
2497                 if (w->end <= start)
2498                         break;
2499                 n = prev;
2500         }
2501         return rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2502 }
2503
2504 /*
2505  * Insert a new shared policy into the list.  Caller holds sp->lock for
2506  * writing.
2507  */
2508 static void sp_insert(struct shared_policy *sp, struct sp_node *new)
2509 {
2510         struct rb_node **p = &sp->root.rb_node;
2511         struct rb_node *parent = NULL;
2512         struct sp_node *nd;
2513
2514         while (*p) {
2515                 parent = *p;
2516                 nd = rb_entry(parent, struct sp_node, nd);
2517                 if (new->start < nd->start)
2518                         p = &(*p)->rb_left;
2519                 else if (new->end > nd->end)
2520                         p = &(*p)->rb_right;
2521                 else
2522                         BUG();
2523         }
2524         rb_link_node(&new->nd, parent, p);
2525         rb_insert_color(&new->nd, &sp->root);
2526         pr_debug("inserting %lx-%lx: %d\n", new->start, new->end,
2527                  new->policy ? new->policy->mode : 0);
2528 }
2529
2530 /* Find shared policy intersecting idx */
2531 struct mempolicy *
2532 mpol_shared_policy_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long idx)
2533 {
2534         struct mempolicy *pol = NULL;
2535         struct sp_node *sn;
2536
2537         if (!sp->root.rb_node)
2538                 return NULL;
2539         read_lock(&sp->lock);
2540         sn = sp_lookup(sp, idx, idx+1);
2541         if (sn) {
2542                 mpol_get(sn->policy);
2543                 pol = sn->policy;
2544         }
2545         read_unlock(&sp->lock);
2546         return pol;
2547 }
2548
2549 static void sp_free(struct sp_node *n)
2550 {
2551         mpol_put(n->policy);
2552         kmem_cache_free(sn_cache, n);
2553 }
2554
2555 /**
2556  * mpol_misplaced - check whether current page node is valid in policy
2557  *
2558  * @page: page to be checked
2559  * @vma: vm area where page mapped
2560  * @addr: virtual address where page mapped
2561  *
2562  * Lookup current policy node id for vma,addr and "compare to" page's
2563  * node id.  Policy determination "mimics" alloc_page_vma().
2564  * Called from fault path where we know the vma and faulting address.
2565  *
2566  * Return: NUMA_NO_NODE if the page is in a node that is valid for this
2567  * policy, or a suitable node ID to allocate a replacement page from.
2568  */
2569 int mpol_misplaced(struct page *page, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
2570 {
2571         struct mempolicy *pol;
2572         struct zoneref *z;
2573         int curnid = page_to_nid(page);
2574         unsigned long pgoff;
2575         int thiscpu = raw_smp_processor_id();
2576         int thisnid = cpu_to_node(thiscpu);
2577         int polnid = NUMA_NO_NODE;
2578         int ret = NUMA_NO_NODE;
2579
2580         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2581         if (!(pol->flags & MPOL_F_MOF))
2582                 goto out;
2583
2584         switch (pol->mode) {
2585         case MPOL_INTERLEAVE:
2586                 pgoff = vma->vm_pgoff;
2587                 pgoff += (addr - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2588                 polnid = offset_il_node(pol, pgoff);
2589                 break;
2590
2591         case MPOL_PREFERRED:
2592                 if (node_isset(curnid, pol->nodes))
2593                         goto out;
2594                 polnid = first_node(pol->nodes);
2595                 break;
2596
2597         case MPOL_LOCAL:
2598                 polnid = numa_node_id();
2599                 break;
2600
2601         case MPOL_BIND:
2602                 /* Optimize placement among multiple nodes via NUMA balancing */
2603                 if (pol->flags & MPOL_F_MORON) {
2604                         if (node_isset(thisnid, pol->nodes))
2605                                 break;
2606                         goto out;
2607                 }
2608                 fallthrough;
2609
2610         case MPOL_PREFERRED_MANY:
2611                 /*
2612                  * use current page if in policy nodemask,
2613                  * else select nearest allowed node, if any.
2614                  * If no allowed nodes, use current [!misplaced].
2615                  */
2616                 if (node_isset(curnid, pol->nodes))
2617                         goto out;
2618                 z = first_zones_zonelist(
2619                                 node_zonelist(numa_node_id(), GFP_HIGHUSER),
2620                                 gfp_zone(GFP_HIGHUSER),
2621                                 &pol->nodes);
2622                 polnid = zone_to_nid(z->zone);
2623                 break;
2624
2625         default:
2626                 BUG();
2627         }
2628
2629         /* Migrate the page towards the node whose CPU is referencing it */
2630         if (pol->flags & MPOL_F_MORON) {
2631                 polnid = thisnid;
2632
2633                 if (!should_numa_migrate_memory(current, page, curnid, thiscpu))
2634                         goto out;
2635         }
2636
2637         if (curnid != polnid)
2638                 ret = polnid;
2639 out:
2640         mpol_cond_put(pol);
2641
2642         return ret;
2643 }
2644
2645 /*
2646  * Drop the (possibly final) reference to task->mempolicy.  It needs to be
2647  * dropped after task->mempolicy is set to NULL so that any allocation done as
2648  * part of its kmem_cache_free(), such as by KASAN, doesn't reference a freed
2649  * policy.
2650  */
2651 void mpol_put_task_policy(struct task_struct *task)
2652 {
2653         struct mempolicy *pol;
2654
2655         task_lock(task);
2656         pol = task->mempolicy;
2657         task->mempolicy = NULL;
2658         task_unlock(task);
2659         mpol_put(pol);
2660 }
2661
2662 static void sp_delete(struct shared_policy *sp, struct sp_node *n)
2663 {
2664         pr_debug("deleting %lx-l%lx\n", n->start, n->end);
2665         rb_erase(&n->nd, &sp->root);
2666         sp_free(n);
2667 }
2668
2669 static void sp_node_init(struct sp_node *node, unsigned long start,
2670                         unsigned long end, struct mempolicy *pol)
2671 {
2672         node->start = start;
2673         node->end = end;
2674         node->policy = pol;
2675 }
2676
2677 static struct sp_node *sp_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
2678                                 struct mempolicy *pol)
2679 {
2680         struct sp_node *n;
2681         struct mempolicy *newpol;
2682
2683         n = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2684         if (!n)
2685                 return NULL;
2686
2687         newpol = mpol_dup(pol);
2688         if (IS_ERR(newpol)) {
2689                 kmem_cache_free(sn_cache, n);
2690                 return NULL;
2691         }
2692         newpol->flags |= MPOL_F_SHARED;
2693         sp_node_init(n, start, end, newpol);
2694
2695         return n;
2696 }
2697
2698 /* Replace a policy range. */
2699 static int shared_policy_replace(struct shared_policy *sp, unsigned long start,
2700                                  unsigned long end, struct sp_node *new)
2701 {
2702         struct sp_node *n;
2703         struct sp_node *n_new = NULL;
2704         struct mempolicy *mpol_new = NULL;
2705         int ret = 0;
2706
2707 restart:
2708         write_lock(&sp->lock);
2709         n = sp_lookup(sp, start, end);
2710         /* Take care of old policies in the same range. */
2711         while (n && n->start < end) {
2712                 struct rb_node *next = rb_next(&n->nd);
2713                 if (n->start >= start) {
2714                         if (n->end <= end)
2715                                 sp_delete(sp, n);
2716                         else
2717                                 n->start = end;
2718                 } else {
2719                         /* Old policy spanning whole new range. */
2720                         if (n->end > end) {
2721                                 if (!n_new)
2722                                         goto alloc_new;
2723
2724                                 *mpol_new = *n->policy;
2725                                 atomic_set(&mpol_new->refcnt, 1);
2726                                 sp_node_init(n_new, end, n->end, mpol_new);
2727                                 n->end = start;
2728                                 sp_insert(sp, n_new);
2729                                 n_new = NULL;
2730                                 mpol_new = NULL;
2731                                 break;
2732                         } else
2733                                 n->end = start;
2734                 }
2735                 if (!next)
2736                         break;
2737                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2738         }
2739         if (new)
2740                 sp_insert(sp, new);
2741         write_unlock(&sp->lock);
2742         ret = 0;
2743
2744 err_out:
2745         if (mpol_new)
2746                 mpol_put(mpol_new);
2747         if (n_new)
2748                 kmem_cache_free(sn_cache, n_new);
2749
2750         return ret;
2751
2752 alloc_new:
2753         write_unlock(&sp->lock);
2754         ret = -ENOMEM;
2755         n_new = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2756         if (!n_new)
2757                 goto err_out;
2758         mpol_new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2759         if (!mpol_new)
2760                 goto err_out;
2761         atomic_set(&mpol_new->refcnt, 1);
2762         goto restart;
2763 }
2764
2765 /**
2766  * mpol_shared_policy_init - initialize shared policy for inode
2767  * @sp: pointer to inode shared policy
2768  * @mpol:  struct mempolicy to install
2769  *
2770  * Install non-NULL @mpol in inode's shared policy rb-tree.
2771  * On entry, the current task has a reference on a non-NULL @mpol.
2772  * This must be released on exit.
2773  * This is called at get_inode() calls and we can use GFP_KERNEL.
2774  */
2775 void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *sp, struct mempolicy *mpol)
2776 {
2777         int ret;
2778
2779         sp->root = RB_ROOT;             /* empty tree == default mempolicy */
2780         rwlock_init(&sp->lock);
2781
2782         if (mpol) {
2783                 struct vm_area_struct pvma;
2784                 struct mempolicy *new;
2785                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2786
2787                 if (!scratch)
2788                         goto put_mpol;
2789                 /* contextualize the tmpfs mount point mempolicy */
2790                 new = mpol_new(mpol->mode, mpol->flags, &mpol->w.user_nodemask);
2791                 if (IS_ERR(new))
2792                         goto free_scratch; /* no valid nodemask intersection */
2793
2794                 task_lock(current);
2795                 ret = mpol_set_nodemask(new, &mpol->w.user_nodemask, scratch);
2796                 task_unlock(current);
2797                 if (ret)
2798                         goto put_new;
2799
2800                 /* Create pseudo-vma that contains just the policy */
2801                 vma_init(&pvma, NULL);
2802                 pvma.vm_end = TASK_SIZE;        /* policy covers entire file */
2803                 mpol_set_shared_policy(sp, &pvma, new); /* adds ref */
2804
2805 put_new:
2806                 mpol_put(new);                  /* drop initial ref */
2807 free_scratch:
2808                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2809 put_mpol:
2810                 mpol_put(mpol); /* drop our incoming ref on sb mpol */
2811         }
2812 }
2813
2814 int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *info,
2815                         struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *npol)
2816 {
2817         int err;
2818         struct sp_node *new = NULL;
2819         unsigned long sz = vma_pages(vma);
2820
2821         pr_debug("set_shared_policy %lx sz %lu %d %d %lx\n",
2822                  vma->vm_pgoff,
2823                  sz, npol ? npol->mode : -1,
2824                  npol ? npol->flags : -1,
2825                  npol ? nodes_addr(npol->nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
2826
2827         if (npol) {
2828                 new = sp_alloc(vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, npol);
2829                 if (!new)
2830                         return -ENOMEM;
2831         }
2832         err = shared_policy_replace(info, vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff+sz, new);
2833         if (err && new)
2834                 sp_free(new);
2835         return err;
2836 }
2837
2838 /* Free a backing policy store on inode delete. */
2839 void mpol_free_shared_policy(struct shared_policy *p)
2840 {
2841         struct sp_node *n;
2842         struct rb_node *next;
2843
2844         if (!p->root.rb_node)
2845                 return;
2846         write_lock(&p->lock);
2847         next = rb_first(&p->root);
2848         while (next) {
2849                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2850                 next = rb_next(&n->nd);
2851                 sp_delete(p, n);
2852         }
2853         write_unlock(&p->lock);
2854 }
2855
2856 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2857 static int __initdata numabalancing_override;
2858
2859 static void __init check_numabalancing_enable(void)
2860 {
2861         bool numabalancing_default = false;
2862
2863         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA_BALANCING_DEFAULT_ENABLED))
2864                 numabalancing_default = true;
2865
2866         /* Parsed by setup_numabalancing. override == 1 enables, -1 disables */
2867         if (numabalancing_override)
2868                 set_numabalancing_state(numabalancing_override == 1);
2869
2870         if (num_online_nodes() > 1 && !numabalancing_override) {
2871                 pr_info("%s automatic NUMA balancing. Configure with numa_balancing= or the kernel.numa_balancing sysctl\n",
2872                         numabalancing_default ? "Enabling" : "Disabling");
2873                 set_numabalancing_state(numabalancing_default);
2874         }
2875 }
2876
2877 static int __init setup_numabalancing(char *str)
2878 {
2879         int ret = 0;
2880         if (!str)
2881                 goto out;
2882
2883         if (!strcmp(str, "enable")) {
2884                 numabalancing_override = 1;
2885                 ret = 1;
2886         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2887                 numabalancing_override = -1;
2888                 ret = 1;
2889         }
2890 out:
2891         if (!ret)
2892                 pr_warn("Unable to parse numa_balancing=\n");
2893
2894         return ret;
2895 }
2896 __setup("numa_balancing=", setup_numabalancing);
2897 #else
2898 static inline void __init check_numabalancing_enable(void)
2899 {
2900 }
2901 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2902
2903 /* assumes fs == KERNEL_DS */
2904 void __init numa_policy_init(void)
2905 {
2906         nodemask_t interleave_nodes;
2907         unsigned long largest = 0;
2908         int nid, prefer = 0;
2909
2910         policy_cache = kmem_cache_create("numa_policy",
2911                                          sizeof(struct mempolicy),
2912                                          0, SLAB_PANIC, NULL);
2913
2914         sn_cache = kmem_cache_create("shared_policy_node",
2915                                      sizeof(struct sp_node),
2916                                      0, SLAB_PANIC, NULL);
2917
2918         for_each_node(nid) {
2919                 preferred_node_policy[nid] = (struct mempolicy) {
2920                         .refcnt = ATOMIC_INIT(1),
2921                         .mode = MPOL_PREFERRED,
2922                         .flags = MPOL_F_MOF | MPOL_F_MORON,
2923                         .nodes = nodemask_of_node(nid),
2924                 };
2925         }
2926
2927         /*
2928          * Set interleaving policy for system init. Interleaving is only
2929          * enabled across suitably sized nodes (default is >= 16MB), or
2930          * fall back to the largest node if they're all smaller.
2931          */
2932         nodes_clear(interleave_nodes);
2933         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
2934                 unsigned long total_pages = node_present_pages(nid);
2935
2936                 /* Preserve the largest node */
2937                 if (largest < total_pages) {
2938                         largest = total_pages;
2939                         prefer = nid;
2940                 }
2941
2942                 /* Interleave this node? */
2943                 if ((total_pages << PAGE_SHIFT) >= (16 << 20))
2944                         node_set(nid, interleave_nodes);
2945         }
2946
2947         /* All too small, use the largest */
2948         if (unlikely(nodes_empty(interleave_nodes)))
2949                 node_set(prefer, interleave_nodes);
2950
2951         if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, 0, &interleave_nodes))
2952                 pr_err("%s: interleaving failed\n", __func__);
2953
2954         check_numabalancing_enable();
2955 }
2956
2957 /* Reset policy of current process to default */
2958 void numa_default_policy(void)
2959 {
2960         do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, 0, NULL);
2961 }
2962
2963 /*
2964  * Parse and format mempolicy from/to strings
2965  */
2966
2967 static const char * const policy_modes[] =
2968 {
2969         [MPOL_DEFAULT]    = "default",
2970         [MPOL_PREFERRED]  = "prefer",
2971         [MPOL_BIND]       = "bind",
2972         [MPOL_INTERLEAVE] = "interleave",
2973         [MPOL_LOCAL]      = "local",
2974         [MPOL_PREFERRED_MANY]  = "prefer (many)",
2975 };
2976
2977
2978 #ifdef CONFIG_TMPFS
2979 /**
2980  * mpol_parse_str - parse string to mempolicy, for tmpfs mpol mount option.
2981  * @str:  string containing mempolicy to parse
2982  * @mpol:  pointer to struct mempolicy pointer, returned on success.
2983  *
2984  * Format of input:
2985  *      <mode>[=<flags>][:<nodelist>]
2986  *
2987  * Return: %0 on success, else %1
2988  */
2989 int mpol_parse_str(char *str, struct mempolicy **mpol)
2990 {
2991         struct mempolicy *new = NULL;
2992         unsigned short mode_flags;
2993         nodemask_t nodes;
2994         char *nodelist = strchr(str, ':');
2995         char *flags = strchr(str, '=');
2996         int err = 1, mode;
2997
2998         if (flags)
2999                 *flags++ = '\0';        /* terminate mode string */
3000
3001         if (nodelist) {
3002                 /* NUL-terminate mode or flags string */
3003                 *nodelist++ = '\0';
3004                 if (nodelist_parse(nodelist, nodes))
3005                         goto out;
3006                 if (!nodes_subset(nodes, node_states[N_MEMORY]))
3007                         goto out;
3008         } else
3009                 nodes_clear(nodes);
3010
3011         mode = match_string(policy_modes, MPOL_MAX, str);
3012         if (mode < 0)
3013                 goto out;
3014
3015         switch (mode) {
3016         case MPOL_PREFERRED:
3017                 /*
3018                  * Insist on a nodelist of one node only, although later
3019                  * we use first_node(nodes) to grab a single node, so here
3020                  * nodelist (or nodes) cannot be empty.
3021                  */
3022                 if (nodelist) {
3023                         char *rest = nodelist;
3024                         while (isdigit(*rest))
3025                                 rest++;
3026                         if (*rest)
3027                                 goto out;
3028                         if (nodes_empty(nodes))
3029                                 goto out;
3030                 }
3031                 break;
3032         case MPOL_INTERLEAVE:
3033                 /*
3034                  * Default to online nodes with memory if no nodelist
3035                  */
3036                 if (!nodelist)
3037                         nodes = node_states[N_MEMORY];
3038                 break;
3039         case MPOL_LOCAL:
3040                 /*
3041                  * Don't allow a nodelist;  mpol_new() checks flags
3042                  */
3043                 if (nodelist)
3044                         goto out;
3045                 break;
3046         case MPOL_DEFAULT:
3047                 /*
3048                  * Insist on a empty nodelist
3049                  */
3050                 if (!nodelist)
3051                         err = 0;
3052                 goto out;
3053         case MPOL_PREFERRED_MANY:
3054         case MPOL_BIND:
3055                 /*
3056                  * Insist on a nodelist
3057                  */
3058                 if (!nodelist)
3059                         goto out;
3060         }
3061
3062         mode_flags = 0;
3063         if (flags) {
3064                 /*
3065                  * Currently, we only support two mutually exclusive
3066                  * mode flags.
3067                  */
3068                 if (!strcmp(flags, "static"))
3069                         mode_flags |= MPOL_F_STATIC_NODES;
3070                 else if (!strcmp(flags, "relative"))
3071                         mode_flags |= MPOL_F_RELATIVE_NODES;
3072                 else
3073                         goto out;
3074         }
3075
3076         new = mpol_new(mode, mode_flags, &nodes);
3077         if (IS_ERR(new))
3078                 goto out;
3079
3080         /*
3081          * Save nodes for mpol_to_str() to show the tmpfs mount options
3082          * for /proc/mounts, /proc/pid/mounts and /proc/pid/mountinfo.
3083          */
3084         if (mode != MPOL_PREFERRED) {
3085                 new->nodes = nodes;
3086         } else if (nodelist) {
3087                 nodes_clear(new->nodes);
3088                 node_set(first_node(nodes), new->nodes);
3089         } else {
3090                 new->mode = MPOL_LOCAL;
3091         }
3092
3093         /*
3094          * Save nodes for contextualization: this will be used to "clone"
3095          * the mempolicy in a specific context [cpuset] at a later time.
3096          */
3097         new->w.user_nodemask = nodes;
3098
3099         err = 0;
3100
3101 out:
3102         /* Restore string for error message */
3103         if (nodelist)
3104                 *--nodelist = ':';
3105         if (flags)
3106                 *--flags = '=';
3107         if (!err)
3108                 *mpol = new;
3109         return err;
3110 }
3111 #endif /* CONFIG_TMPFS */
3112
3113 /**
3114  * mpol_to_str - format a mempolicy structure for printing
3115  * @buffer:  to contain formatted mempolicy string
3116  * @maxlen:  length of @buffer
3117  * @pol:  pointer to mempolicy to be formatted
3118  *
3119  * Convert @pol into a string.  If @buffer is too short, truncate the string.
3120  * Recommend a @maxlen of at least 32 for the longest mode, "interleave", the
3121  * longest flag, "relative", and to display at least a few node ids.
3122  */
3123 void mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol)
3124 {
3125         char *p = buffer;
3126         nodemask_t nodes = NODE_MASK_NONE;
3127         unsigned short mode = MPOL_DEFAULT;
3128         unsigned short flags = 0;
3129
3130         if (pol && pol != &default_policy && !(pol->flags & MPOL_F_MORON)) {
3131                 mode = pol->mode;
3132                 flags = pol->flags;
3133         }
3134
3135         switch (mode) {
3136         case MPOL_DEFAULT:
3137         case MPOL_LOCAL:
3138                 break;
3139         case MPOL_PREFERRED:
3140         case MPOL_PREFERRED_MANY:
3141         case MPOL_BIND:
3142         case MPOL_INTERLEAVE:
3143                 nodes = pol->nodes;
3144                 break;
3145         default:
3146                 WARN_ON_ONCE(1);
3147                 snprintf(p, maxlen, "unknown");
3148                 return;
3149         }
3150
3151         p += snprintf(p, maxlen, "%s", policy_modes[mode]);
3152
3153         if (flags & MPOL_MODE_FLAGS) {
3154                 p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "=");
3155
3156                 /*
3157                  * Currently, the only defined flags are mutually exclusive
3158                  */
3159                 if (flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
3160                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "static");
3161                 else if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
3162                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "relative");
3163         }
3164
3165         if (!nodes_empty(nodes))
3166                 p += scnprintf(p, buffer + maxlen - p, ":%*pbl",
3167                                nodemask_pr_args(&nodes));
3168 }