fc034b07064584a82540e620279dad94b5d6db80
[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_folio(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         long nr_updated;
636
637         tlb_gather_mmu(&tlb, vma->vm_mm);
638
639         nr_updated = change_protection(&tlb, vma, addr, end, MM_CP_PROT_NUMA);
640         if (nr_updated > 0)
641                 count_vm_numa_events(NUMA_PTE_UPDATES, nr_updated);
642
643         tlb_finish_mmu(&tlb);
644
645         return nr_updated;
646 }
647 #else
648 static unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
649                         unsigned long addr, unsigned long end)
650 {
651         return 0;
652 }
653 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
654
655 static int queue_pages_test_walk(unsigned long start, unsigned long end,
656                                 struct mm_walk *walk)
657 {
658         struct vm_area_struct *next, *vma = walk->vma;
659         struct queue_pages *qp = walk->private;
660         unsigned long endvma = vma->vm_end;
661         unsigned long flags = qp->flags;
662
663         /* range check first */
664         VM_BUG_ON_VMA(!range_in_vma(vma, start, end), vma);
665
666         if (!qp->first) {
667                 qp->first = vma;
668                 if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK) &&
669                         (qp->start < vma->vm_start))
670                         /* hole at head side of range */
671                         return -EFAULT;
672         }
673         next = find_vma(vma->vm_mm, vma->vm_end);
674         if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK) &&
675                 ((vma->vm_end < qp->end) &&
676                 (!next || vma->vm_end < next->vm_start)))
677                 /* hole at middle or tail of range */
678                 return -EFAULT;
679
680         /*
681          * Need check MPOL_MF_STRICT to return -EIO if possible
682          * regardless of vma_migratable
683          */
684         if (!vma_migratable(vma) &&
685             !(flags & MPOL_MF_STRICT))
686                 return 1;
687
688         if (endvma > end)
689                 endvma = end;
690
691         if (flags & MPOL_MF_LAZY) {
692                 /* Similar to task_numa_work, skip inaccessible VMAs */
693                 if (!is_vm_hugetlb_page(vma) && vma_is_accessible(vma) &&
694                         !(vma->vm_flags & VM_MIXEDMAP))
695                         change_prot_numa(vma, start, endvma);
696                 return 1;
697         }
698
699         /* queue pages from current vma */
700         if (flags & MPOL_MF_VALID)
701                 return 0;
702         return 1;
703 }
704
705 static const struct mm_walk_ops queue_pages_walk_ops = {
706         .hugetlb_entry          = queue_pages_hugetlb,
707         .pmd_entry              = queue_pages_pte_range,
708         .test_walk              = queue_pages_test_walk,
709 };
710
711 /*
712  * Walk through page tables and collect pages to be migrated.
713  *
714  * If pages found in a given range are on a set of nodes (determined by
715  * @nodes and @flags,) it's isolated and queued to the pagelist which is
716  * passed via @private.
717  *
718  * queue_pages_range() has three possible return values:
719  * 1 - there is unmovable page, but MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
720  *     specified.
721  * 0 - queue pages successfully or no misplaced page.
722  * errno - i.e. misplaced pages with MPOL_MF_STRICT specified (-EIO) or
723  *         memory range specified by nodemask and maxnode points outside
724  *         your accessible address space (-EFAULT)
725  */
726 static int
727 queue_pages_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start, unsigned long end,
728                 nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
729                 struct list_head *pagelist)
730 {
731         int err;
732         struct queue_pages qp = {
733                 .pagelist = pagelist,
734                 .flags = flags,
735                 .nmask = nodes,
736                 .start = start,
737                 .end = end,
738                 .first = NULL,
739         };
740
741         err = walk_page_range(mm, start, end, &queue_pages_walk_ops, &qp);
742
743         if (!qp.first)
744                 /* whole range in hole */
745                 err = -EFAULT;
746
747         return err;
748 }
749
750 /*
751  * Apply policy to a single VMA
752  * This must be called with the mmap_lock held for writing.
753  */
754 static int vma_replace_policy(struct vm_area_struct *vma,
755                                                 struct mempolicy *pol)
756 {
757         int err;
758         struct mempolicy *old;
759         struct mempolicy *new;
760
761         pr_debug("vma %lx-%lx/%lx vm_ops %p vm_file %p set_policy %p\n",
762                  vma->vm_start, vma->vm_end, vma->vm_pgoff,
763                  vma->vm_ops, vma->vm_file,
764                  vma->vm_ops ? vma->vm_ops->set_policy : NULL);
765
766         new = mpol_dup(pol);
767         if (IS_ERR(new))
768                 return PTR_ERR(new);
769
770         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->set_policy) {
771                 err = vma->vm_ops->set_policy(vma, new);
772                 if (err)
773                         goto err_out;
774         }
775
776         old = vma->vm_policy;
777         vma->vm_policy = new; /* protected by mmap_lock */
778         mpol_put(old);
779
780         return 0;
781  err_out:
782         mpol_put(new);
783         return err;
784 }
785
786 /* Step 2: apply policy to a range and do splits. */
787 static int mbind_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
788                        unsigned long end, struct mempolicy *new_pol)
789 {
790         VMA_ITERATOR(vmi, mm, start);
791         struct vm_area_struct *prev;
792         struct vm_area_struct *vma;
793         int err = 0;
794         pgoff_t pgoff;
795
796         prev = vma_prev(&vmi);
797         vma = vma_find(&vmi, end);
798         if (WARN_ON(!vma))
799                 return 0;
800
801         if (start > vma->vm_start)
802                 prev = vma;
803
804         do {
805                 unsigned long vmstart = max(start, vma->vm_start);
806                 unsigned long vmend = min(end, vma->vm_end);
807
808                 if (mpol_equal(vma_policy(vma), new_pol))
809                         goto next;
810
811                 pgoff = vma->vm_pgoff +
812                         ((vmstart - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
813                 prev = vma_merge(&vmi, mm, prev, vmstart, vmend, vma->vm_flags,
814                                  vma->anon_vma, vma->vm_file, pgoff,
815                                  new_pol, vma->vm_userfaultfd_ctx,
816                                  anon_vma_name(vma));
817                 if (prev) {
818                         vma = prev;
819                         goto replace;
820                 }
821                 if (vma->vm_start != vmstart) {
822                         err = split_vma(&vmi, vma, vmstart, 1);
823                         if (err)
824                                 goto out;
825                 }
826                 if (vma->vm_end != vmend) {
827                         err = split_vma(&vmi, vma, vmend, 0);
828                         if (err)
829                                 goto out;
830                 }
831 replace:
832                 err = vma_replace_policy(vma, new_pol);
833                 if (err)
834                         goto out;
835 next:
836                 prev = vma;
837         } for_each_vma_range(vmi, vma, end);
838
839 out:
840         return err;
841 }
842
843 /* Set the process memory policy */
844 static long do_set_mempolicy(unsigned short mode, unsigned short flags,
845                              nodemask_t *nodes)
846 {
847         struct mempolicy *new, *old;
848         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
849         int ret;
850
851         if (!scratch)
852                 return -ENOMEM;
853
854         new = mpol_new(mode, flags, nodes);
855         if (IS_ERR(new)) {
856                 ret = PTR_ERR(new);
857                 goto out;
858         }
859
860         task_lock(current);
861         ret = mpol_set_nodemask(new, nodes, scratch);
862         if (ret) {
863                 task_unlock(current);
864                 mpol_put(new);
865                 goto out;
866         }
867
868         old = current->mempolicy;
869         current->mempolicy = new;
870         if (new && new->mode == MPOL_INTERLEAVE)
871                 current->il_prev = MAX_NUMNODES-1;
872         task_unlock(current);
873         mpol_put(old);
874         ret = 0;
875 out:
876         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
877         return ret;
878 }
879
880 /*
881  * Return nodemask for policy for get_mempolicy() query
882  *
883  * Called with task's alloc_lock held
884  */
885 static void get_policy_nodemask(struct mempolicy *p, nodemask_t *nodes)
886 {
887         nodes_clear(*nodes);
888         if (p == &default_policy)
889                 return;
890
891         switch (p->mode) {
892         case MPOL_BIND:
893         case MPOL_INTERLEAVE:
894         case MPOL_PREFERRED:
895         case MPOL_PREFERRED_MANY:
896                 *nodes = p->nodes;
897                 break;
898         case MPOL_LOCAL:
899                 /* return empty node mask for local allocation */
900                 break;
901         default:
902                 BUG();
903         }
904 }
905
906 static int lookup_node(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
907 {
908         struct page *p = NULL;
909         int ret;
910
911         ret = get_user_pages_fast(addr & PAGE_MASK, 1, 0, &p);
912         if (ret > 0) {
913                 ret = page_to_nid(p);
914                 put_page(p);
915         }
916         return ret;
917 }
918
919 /* Retrieve NUMA policy */
920 static long do_get_mempolicy(int *policy, nodemask_t *nmask,
921                              unsigned long addr, unsigned long flags)
922 {
923         int err;
924         struct mm_struct *mm = current->mm;
925         struct vm_area_struct *vma = NULL;
926         struct mempolicy *pol = current->mempolicy, *pol_refcount = NULL;
927
928         if (flags &
929                 ~(unsigned long)(MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR|MPOL_F_MEMS_ALLOWED))
930                 return -EINVAL;
931
932         if (flags & MPOL_F_MEMS_ALLOWED) {
933                 if (flags & (MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR))
934                         return -EINVAL;
935                 *policy = 0;    /* just so it's initialized */
936                 task_lock(current);
937                 *nmask  = cpuset_current_mems_allowed;
938                 task_unlock(current);
939                 return 0;
940         }
941
942         if (flags & MPOL_F_ADDR) {
943                 /*
944                  * Do NOT fall back to task policy if the
945                  * vma/shared policy at addr is NULL.  We
946                  * want to return MPOL_DEFAULT in this case.
947                  */
948                 mmap_read_lock(mm);
949                 vma = vma_lookup(mm, addr);
950                 if (!vma) {
951                         mmap_read_unlock(mm);
952                         return -EFAULT;
953                 }
954                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy)
955                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
956                 else
957                         pol = vma->vm_policy;
958         } else if (addr)
959                 return -EINVAL;
960
961         if (!pol)
962                 pol = &default_policy;  /* indicates default behavior */
963
964         if (flags & MPOL_F_NODE) {
965                 if (flags & MPOL_F_ADDR) {
966                         /*
967                          * Take a refcount on the mpol, because we are about to
968                          * drop the mmap_lock, after which only "pol" remains
969                          * valid, "vma" is stale.
970                          */
971                         pol_refcount = pol;
972                         vma = NULL;
973                         mpol_get(pol);
974                         mmap_read_unlock(mm);
975                         err = lookup_node(mm, addr);
976                         if (err < 0)
977                                 goto out;
978                         *policy = err;
979                 } else if (pol == current->mempolicy &&
980                                 pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
981                         *policy = next_node_in(current->il_prev, pol->nodes);
982                 } else {
983                         err = -EINVAL;
984                         goto out;
985                 }
986         } else {
987                 *policy = pol == &default_policy ? MPOL_DEFAULT :
988                                                 pol->mode;
989                 /*
990                  * Internal mempolicy flags must be masked off before exposing
991                  * the policy to userspace.
992                  */
993                 *policy |= (pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS);
994         }
995
996         err = 0;
997         if (nmask) {
998                 if (mpol_store_user_nodemask(pol)) {
999                         *nmask = pol->w.user_nodemask;
1000                 } else {
1001                         task_lock(current);
1002                         get_policy_nodemask(pol, nmask);
1003                         task_unlock(current);
1004                 }
1005         }
1006
1007  out:
1008         mpol_cond_put(pol);
1009         if (vma)
1010                 mmap_read_unlock(mm);
1011         if (pol_refcount)
1012                 mpol_put(pol_refcount);
1013         return err;
1014 }
1015
1016 #ifdef CONFIG_MIGRATION
1017 /*
1018  * page migration, thp tail pages can be passed.
1019  */
1020 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1021                                 unsigned long flags)
1022 {
1023         struct page *head = compound_head(page);
1024         /*
1025          * Avoid migrating a page that is shared with others.
1026          */
1027         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) || page_mapcount(head) == 1) {
1028                 if (!isolate_lru_page(head)) {
1029                         list_add_tail(&head->lru, pagelist);
1030                         mod_node_page_state(page_pgdat(head),
1031                                 NR_ISOLATED_ANON + page_is_file_lru(head),
1032                                 thp_nr_pages(head));
1033                 } else if (flags & MPOL_MF_STRICT) {
1034                         /*
1035                          * Non-movable page may reach here.  And, there may be
1036                          * temporary off LRU pages or non-LRU movable pages.
1037                          * Treat them as unmovable pages since they can't be
1038                          * isolated, so they can't be moved at the moment.  It
1039                          * should return -EIO for this case too.
1040                          */
1041                         return -EIO;
1042                 }
1043         }
1044
1045         return 0;
1046 }
1047
1048 /*
1049  * Migrate pages from one node to a target node.
1050  * Returns error or the number of pages not migrated.
1051  */
1052 static int migrate_to_node(struct mm_struct *mm, int source, int dest,
1053                            int flags)
1054 {
1055         nodemask_t nmask;
1056         struct vm_area_struct *vma;
1057         LIST_HEAD(pagelist);
1058         int err = 0;
1059         struct migration_target_control mtc = {
1060                 .nid = dest,
1061                 .gfp_mask = GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_THISNODE,
1062         };
1063
1064         nodes_clear(nmask);
1065         node_set(source, nmask);
1066
1067         /*
1068          * This does not "check" the range but isolates all pages that
1069          * need migration.  Between passing in the full user address
1070          * space range and MPOL_MF_DISCONTIG_OK, this call can not fail.
1071          */
1072         vma = find_vma(mm, 0);
1073         VM_BUG_ON(!(flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)));
1074         queue_pages_range(mm, vma->vm_start, mm->task_size, &nmask,
1075                         flags | MPOL_MF_DISCONTIG_OK, &pagelist);
1076
1077         if (!list_empty(&pagelist)) {
1078                 err = migrate_pages(&pagelist, alloc_migration_target, NULL,
1079                                 (unsigned long)&mtc, MIGRATE_SYNC, MR_SYSCALL, NULL);
1080                 if (err)
1081                         putback_movable_pages(&pagelist);
1082         }
1083
1084         return err;
1085 }
1086
1087 /*
1088  * Move pages between the two nodesets so as to preserve the physical
1089  * layout as much as possible.
1090  *
1091  * Returns the number of page that could not be moved.
1092  */
1093 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1094                      const nodemask_t *to, int flags)
1095 {
1096         int busy = 0;
1097         int err = 0;
1098         nodemask_t tmp;
1099
1100         lru_cache_disable();
1101
1102         mmap_read_lock(mm);
1103
1104         /*
1105          * Find a 'source' bit set in 'tmp' whose corresponding 'dest'
1106          * bit in 'to' is not also set in 'tmp'.  Clear the found 'source'
1107          * bit in 'tmp', and return that <source, dest> pair for migration.
1108          * The pair of nodemasks 'to' and 'from' define the map.
1109          *
1110          * If no pair of bits is found that way, fallback to picking some
1111          * pair of 'source' and 'dest' bits that are not the same.  If the
1112          * 'source' and 'dest' bits are the same, this represents a node
1113          * that will be migrating to itself, so no pages need move.
1114          *
1115          * If no bits are left in 'tmp', or if all remaining bits left
1116          * in 'tmp' correspond to the same bit in 'to', return false
1117          * (nothing left to migrate).
1118          *
1119          * This lets us pick a pair of nodes to migrate between, such that
1120          * if possible the dest node is not already occupied by some other
1121          * source node, minimizing the risk of overloading the memory on a
1122          * node that would happen if we migrated incoming memory to a node
1123          * before migrating outgoing memory source that same node.
1124          *
1125          * A single scan of tmp is sufficient.  As we go, we remember the
1126          * most recent <s, d> pair that moved (s != d).  If we find a pair
1127          * that not only moved, but what's better, moved to an empty slot
1128          * (d is not set in tmp), then we break out then, with that pair.
1129          * Otherwise when we finish scanning from_tmp, we at least have the
1130          * most recent <s, d> pair that moved.  If we get all the way through
1131          * the scan of tmp without finding any node that moved, much less
1132          * moved to an empty node, then there is nothing left worth migrating.
1133          */
1134
1135         tmp = *from;
1136         while (!nodes_empty(tmp)) {
1137                 int s, d;
1138                 int source = NUMA_NO_NODE;
1139                 int dest = 0;
1140
1141                 for_each_node_mask(s, tmp) {
1142
1143                         /*
1144                          * do_migrate_pages() tries to maintain the relative
1145                          * node relationship of the pages established between
1146                          * threads and memory areas.
1147                          *
1148                          * However if the number of source nodes is not equal to
1149                          * the number of destination nodes we can not preserve
1150                          * this node relative relationship.  In that case, skip
1151                          * copying memory from a node that is in the destination
1152                          * mask.
1153                          *
1154                          * Example: [2,3,4] -> [3,4,5] moves everything.
1155                          *          [0-7] - > [3,4,5] moves only 0,1,2,6,7.
1156                          */
1157
1158                         if ((nodes_weight(*from) != nodes_weight(*to)) &&
1159                                                 (node_isset(s, *to)))
1160                                 continue;
1161
1162                         d = node_remap(s, *from, *to);
1163                         if (s == d)
1164                                 continue;
1165
1166                         source = s;     /* Node moved. Memorize */
1167                         dest = d;
1168
1169                         /* dest not in remaining from nodes? */
1170                         if (!node_isset(dest, tmp))
1171                                 break;
1172                 }
1173                 if (source == NUMA_NO_NODE)
1174                         break;
1175
1176                 node_clear(source, tmp);
1177                 err = migrate_to_node(mm, source, dest, flags);
1178                 if (err > 0)
1179                         busy += err;
1180                 if (err < 0)
1181                         break;
1182         }
1183         mmap_read_unlock(mm);
1184
1185         lru_cache_enable();
1186         if (err < 0)
1187                 return err;
1188         return busy;
1189
1190 }
1191
1192 /*
1193  * Allocate a new page for page migration based on vma policy.
1194  * Start by assuming the page is mapped by the same vma as contains @start.
1195  * Search forward from there, if not.  N.B., this assumes that the
1196  * list of pages handed to migrate_pages()--which is how we get here--
1197  * is in virtual address order.
1198  */
1199 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start)
1200 {
1201         struct folio *dst, *src = page_folio(page);
1202         struct vm_area_struct *vma;
1203         unsigned long address;
1204         VMA_ITERATOR(vmi, current->mm, start);
1205         gfp_t gfp = GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_RETRY_MAYFAIL;
1206
1207         for_each_vma(vmi, vma) {
1208                 address = page_address_in_vma(page, vma);
1209                 if (address != -EFAULT)
1210                         break;
1211         }
1212
1213         if (folio_test_hugetlb(src))
1214                 return alloc_huge_page_vma(page_hstate(&src->page),
1215                                 vma, address);
1216
1217         if (folio_test_large(src))
1218                 gfp = GFP_TRANSHUGE;
1219
1220         /*
1221          * if !vma, vma_alloc_folio() will use task or system default policy
1222          */
1223         dst = vma_alloc_folio(gfp, folio_order(src), vma, address,
1224                         folio_test_large(src));
1225         return &dst->page;
1226 }
1227 #else
1228
1229 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1230                                 unsigned long flags)
1231 {
1232         return -EIO;
1233 }
1234
1235 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1236                      const nodemask_t *to, int flags)
1237 {
1238         return -ENOSYS;
1239 }
1240
1241 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start)
1242 {
1243         return NULL;
1244 }
1245 #endif
1246
1247 static long do_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1248                      unsigned short mode, unsigned short mode_flags,
1249                      nodemask_t *nmask, unsigned long flags)
1250 {
1251         struct mm_struct *mm = current->mm;
1252         struct mempolicy *new;
1253         unsigned long end;
1254         int err;
1255         int ret;
1256         LIST_HEAD(pagelist);
1257
1258         if (flags & ~(unsigned long)MPOL_MF_VALID)
1259                 return -EINVAL;
1260         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1261                 return -EPERM;
1262
1263         if (start & ~PAGE_MASK)
1264                 return -EINVAL;
1265
1266         if (mode == MPOL_DEFAULT)
1267                 flags &= ~MPOL_MF_STRICT;
1268
1269         len = PAGE_ALIGN(len);
1270         end = start + len;
1271
1272         if (end < start)
1273                 return -EINVAL;
1274         if (end == start)
1275                 return 0;
1276
1277         new = mpol_new(mode, mode_flags, nmask);
1278         if (IS_ERR(new))
1279                 return PTR_ERR(new);
1280
1281         if (flags & MPOL_MF_LAZY)
1282                 new->flags |= MPOL_F_MOF;
1283
1284         /*
1285          * If we are using the default policy then operation
1286          * on discontinuous address spaces is okay after all
1287          */
1288         if (!new)
1289                 flags |= MPOL_MF_DISCONTIG_OK;
1290
1291         pr_debug("mbind %lx-%lx mode:%d flags:%d nodes:%lx\n",
1292                  start, start + len, mode, mode_flags,
1293                  nmask ? nodes_addr(*nmask)[0] : NUMA_NO_NODE);
1294
1295         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
1296
1297                 lru_cache_disable();
1298         }
1299         {
1300                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1301                 if (scratch) {
1302                         mmap_write_lock(mm);
1303                         err = mpol_set_nodemask(new, nmask, scratch);
1304                         if (err)
1305                                 mmap_write_unlock(mm);
1306                 } else
1307                         err = -ENOMEM;
1308                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1309         }
1310         if (err)
1311                 goto mpol_out;
1312
1313         ret = queue_pages_range(mm, start, end, nmask,
1314                           flags | MPOL_MF_INVERT, &pagelist);
1315
1316         if (ret < 0) {
1317                 err = ret;
1318                 goto up_out;
1319         }
1320
1321         err = mbind_range(mm, start, end, new);
1322
1323         if (!err) {
1324                 int nr_failed = 0;
1325
1326                 if (!list_empty(&pagelist)) {
1327                         WARN_ON_ONCE(flags & MPOL_MF_LAZY);
1328                         nr_failed = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL,
1329                                 start, MIGRATE_SYNC, MR_MEMPOLICY_MBIND, NULL);
1330                         if (nr_failed)
1331                                 putback_movable_pages(&pagelist);
1332                 }
1333
1334                 if ((ret > 0) || (nr_failed && (flags & MPOL_MF_STRICT)))
1335                         err = -EIO;
1336         } else {
1337 up_out:
1338                 if (!list_empty(&pagelist))
1339                         putback_movable_pages(&pagelist);
1340         }
1341
1342         mmap_write_unlock(mm);
1343 mpol_out:
1344         mpol_put(new);
1345         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL))
1346                 lru_cache_enable();
1347         return err;
1348 }
1349
1350 /*
1351  * User space interface with variable sized bitmaps for nodelists.
1352  */
1353 static int get_bitmap(unsigned long *mask, const unsigned long __user *nmask,
1354                       unsigned long maxnode)
1355 {
1356         unsigned long nlongs = BITS_TO_LONGS(maxnode);
1357         int ret;
1358
1359         if (in_compat_syscall())
1360                 ret = compat_get_bitmap(mask,
1361                                         (const compat_ulong_t __user *)nmask,
1362                                         maxnode);
1363         else
1364                 ret = copy_from_user(mask, nmask,
1365                                      nlongs * sizeof(unsigned long));
1366
1367         if (ret)
1368                 return -EFAULT;
1369
1370         if (maxnode % BITS_PER_LONG)
1371                 mask[nlongs - 1] &= (1UL << (maxnode % BITS_PER_LONG)) - 1;
1372
1373         return 0;
1374 }
1375
1376 /* Copy a node mask from user space. */
1377 static int get_nodes(nodemask_t *nodes, const unsigned long __user *nmask,
1378                      unsigned long maxnode)
1379 {
1380         --maxnode;
1381         nodes_clear(*nodes);
1382         if (maxnode == 0 || !nmask)
1383                 return 0;
1384         if (maxnode > PAGE_SIZE*BITS_PER_BYTE)
1385                 return -EINVAL;
1386
1387         /*
1388          * When the user specified more nodes than supported just check
1389          * if the non supported part is all zero, one word at a time,
1390          * starting at the end.
1391          */
1392         while (maxnode > MAX_NUMNODES) {
1393                 unsigned long bits = min_t(unsigned long, maxnode, BITS_PER_LONG);
1394                 unsigned long t;
1395
1396                 if (get_bitmap(&t, &nmask[(maxnode - 1) / BITS_PER_LONG], bits))
1397                         return -EFAULT;
1398
1399                 if (maxnode - bits >= MAX_NUMNODES) {
1400                         maxnode -= bits;
1401                 } else {
1402                         maxnode = MAX_NUMNODES;
1403                         t &= ~((1UL << (MAX_NUMNODES % BITS_PER_LONG)) - 1);
1404                 }
1405                 if (t)
1406                         return -EINVAL;
1407         }
1408
1409         return get_bitmap(nodes_addr(*nodes), nmask, maxnode);
1410 }
1411
1412 /* Copy a kernel node mask to user space */
1413 static int copy_nodes_to_user(unsigned long __user *mask, unsigned long maxnode,
1414                               nodemask_t *nodes)
1415 {
1416         unsigned long copy = ALIGN(maxnode-1, 64) / 8;
1417         unsigned int nbytes = BITS_TO_LONGS(nr_node_ids) * sizeof(long);
1418         bool compat = in_compat_syscall();
1419
1420         if (compat)
1421                 nbytes = BITS_TO_COMPAT_LONGS(nr_node_ids) * sizeof(compat_long_t);
1422
1423         if (copy > nbytes) {
1424                 if (copy > PAGE_SIZE)
1425                         return -EINVAL;
1426                 if (clear_user((char __user *)mask + nbytes, copy - nbytes))
1427                         return -EFAULT;
1428                 copy = nbytes;
1429                 maxnode = nr_node_ids;
1430         }
1431
1432         if (compat)
1433                 return compat_put_bitmap((compat_ulong_t __user *)mask,
1434                                          nodes_addr(*nodes), maxnode);
1435
1436         return copy_to_user(mask, nodes_addr(*nodes), copy) ? -EFAULT : 0;
1437 }
1438
1439 /* Basic parameter sanity check used by both mbind() and set_mempolicy() */
1440 static inline int sanitize_mpol_flags(int *mode, unsigned short *flags)
1441 {
1442         *flags = *mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1443         *mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1444
1445         if ((unsigned int)(*mode) >=  MPOL_MAX)
1446                 return -EINVAL;
1447         if ((*flags & MPOL_F_STATIC_NODES) && (*flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1448                 return -EINVAL;
1449         if (*flags & MPOL_F_NUMA_BALANCING) {
1450                 if (*mode != MPOL_BIND)
1451                         return -EINVAL;
1452                 *flags |= (MPOL_F_MOF | MPOL_F_MORON);
1453         }
1454         return 0;
1455 }
1456
1457 static long kernel_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1458                          unsigned long mode, const unsigned long __user *nmask,
1459                          unsigned long maxnode, unsigned int flags)
1460 {
1461         unsigned short mode_flags;
1462         nodemask_t nodes;
1463         int lmode = mode;
1464         int err;
1465
1466         start = untagged_addr(start);
1467         err = sanitize_mpol_flags(&lmode, &mode_flags);
1468         if (err)
1469                 return err;
1470
1471         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1472         if (err)
1473                 return err;
1474
1475         return do_mbind(start, len, lmode, mode_flags, &nodes, flags);
1476 }
1477
1478 SYSCALL_DEFINE4(set_mempolicy_home_node, unsigned long, start, unsigned long, len,
1479                 unsigned long, home_node, unsigned long, flags)
1480 {
1481         struct mm_struct *mm = current->mm;
1482         struct vm_area_struct *vma;
1483         struct mempolicy *new, *old;
1484         unsigned long vmstart;
1485         unsigned long vmend;
1486         unsigned long end;
1487         int err = -ENOENT;
1488         VMA_ITERATOR(vmi, mm, start);
1489
1490         start = untagged_addr(start);
1491         if (start & ~PAGE_MASK)
1492                 return -EINVAL;
1493         /*
1494          * flags is used for future extension if any.
1495          */
1496         if (flags != 0)
1497                 return -EINVAL;
1498
1499         /*
1500          * Check home_node is online to avoid accessing uninitialized
1501          * NODE_DATA.
1502          */
1503         if (home_node >= MAX_NUMNODES || !node_online(home_node))
1504                 return -EINVAL;
1505
1506         len = PAGE_ALIGN(len);
1507         end = start + len;
1508
1509         if (end < start)
1510                 return -EINVAL;
1511         if (end == start)
1512                 return 0;
1513         mmap_write_lock(mm);
1514         for_each_vma_range(vmi, vma, end) {
1515                 /*
1516                  * If any vma in the range got policy other than MPOL_BIND
1517                  * or MPOL_PREFERRED_MANY we return error. We don't reset
1518                  * the home node for vmas we already updated before.
1519                  */
1520                 old = vma_policy(vma);
1521                 if (!old)
1522                         continue;
1523                 if (old->mode != MPOL_BIND && old->mode != MPOL_PREFERRED_MANY) {
1524                         err = -EOPNOTSUPP;
1525                         break;
1526                 }
1527                 new = mpol_dup(old);
1528                 if (IS_ERR(new)) {
1529                         err = PTR_ERR(new);
1530                         break;
1531                 }
1532
1533                 new->home_node = home_node;
1534                 vmstart = max(start, vma->vm_start);
1535                 vmend   = min(end, vma->vm_end);
1536                 err = mbind_range(mm, vmstart, vmend, new);
1537                 mpol_put(new);
1538                 if (err)
1539                         break;
1540         }
1541         mmap_write_unlock(mm);
1542         return err;
1543 }
1544
1545 SYSCALL_DEFINE6(mbind, unsigned long, start, unsigned long, len,
1546                 unsigned long, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1547                 unsigned long, maxnode, unsigned int, flags)
1548 {
1549         return kernel_mbind(start, len, mode, nmask, maxnode, flags);
1550 }
1551
1552 /* Set the process memory policy */
1553 static long kernel_set_mempolicy(int mode, const unsigned long __user *nmask,
1554                                  unsigned long maxnode)
1555 {
1556         unsigned short mode_flags;
1557         nodemask_t nodes;
1558         int lmode = mode;
1559         int err;
1560
1561         err = sanitize_mpol_flags(&lmode, &mode_flags);
1562         if (err)
1563                 return err;
1564
1565         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1566         if (err)
1567                 return err;
1568
1569         return do_set_mempolicy(lmode, mode_flags, &nodes);
1570 }
1571
1572 SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1573                 unsigned long, maxnode)
1574 {
1575         return kernel_set_mempolicy(mode, nmask, maxnode);
1576 }
1577
1578 static int kernel_migrate_pages(pid_t pid, unsigned long maxnode,
1579                                 const unsigned long __user *old_nodes,
1580                                 const unsigned long __user *new_nodes)
1581 {
1582         struct mm_struct *mm = NULL;
1583         struct task_struct *task;
1584         nodemask_t task_nodes;
1585         int err;
1586         nodemask_t *old;
1587         nodemask_t *new;
1588         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1589
1590         if (!scratch)
1591                 return -ENOMEM;
1592
1593         old = &scratch->mask1;
1594         new = &scratch->mask2;
1595
1596         err = get_nodes(old, old_nodes, maxnode);
1597         if (err)
1598                 goto out;
1599
1600         err = get_nodes(new, new_nodes, maxnode);
1601         if (err)
1602                 goto out;
1603
1604         /* Find the mm_struct */
1605         rcu_read_lock();
1606         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1607         if (!task) {
1608                 rcu_read_unlock();
1609                 err = -ESRCH;
1610                 goto out;
1611         }
1612         get_task_struct(task);
1613
1614         err = -EINVAL;
1615
1616         /*
1617          * Check if this process has the right to modify the specified process.
1618          * Use the regular "ptrace_may_access()" checks.
1619          */
1620         if (!ptrace_may_access(task, PTRACE_MODE_READ_REALCREDS)) {
1621                 rcu_read_unlock();
1622                 err = -EPERM;
1623                 goto out_put;
1624         }
1625         rcu_read_unlock();
1626
1627         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1628         /* Is the user allowed to access the target nodes? */
1629         if (!nodes_subset(*new, task_nodes) && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1630                 err = -EPERM;
1631                 goto out_put;
1632         }
1633
1634         task_nodes = cpuset_mems_allowed(current);
1635         nodes_and(*new, *new, task_nodes);
1636         if (nodes_empty(*new))
1637                 goto out_put;
1638
1639         err = security_task_movememory(task);
1640         if (err)
1641                 goto out_put;
1642
1643         mm = get_task_mm(task);
1644         put_task_struct(task);
1645
1646         if (!mm) {
1647                 err = -EINVAL;
1648                 goto out;
1649         }
1650
1651         err = do_migrate_pages(mm, old, new,
1652                 capable(CAP_SYS_NICE) ? MPOL_MF_MOVE_ALL : MPOL_MF_MOVE);
1653
1654         mmput(mm);
1655 out:
1656         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1657
1658         return err;
1659
1660 out_put:
1661         put_task_struct(task);
1662         goto out;
1663
1664 }
1665
1666 SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, pid_t, pid, unsigned long, maxnode,
1667                 const unsigned long __user *, old_nodes,
1668                 const unsigned long __user *, new_nodes)
1669 {
1670         return kernel_migrate_pages(pid, maxnode, old_nodes, new_nodes);
1671 }
1672
1673
1674 /* Retrieve NUMA policy */
1675 static int kernel_get_mempolicy(int __user *policy,
1676                                 unsigned long __user *nmask,
1677                                 unsigned long maxnode,
1678                                 unsigned long addr,
1679                                 unsigned long flags)
1680 {
1681         int err;
1682         int pval;
1683         nodemask_t nodes;
1684
1685         if (nmask != NULL && maxnode < nr_node_ids)
1686                 return -EINVAL;
1687
1688         addr = untagged_addr(addr);
1689
1690         err = do_get_mempolicy(&pval, &nodes, addr, flags);
1691
1692         if (err)
1693                 return err;
1694
1695         if (policy && put_user(pval, policy))
1696                 return -EFAULT;
1697
1698         if (nmask)
1699                 err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, &nodes);
1700
1701         return err;
1702 }
1703
1704 SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1705                 unsigned long __user *, nmask, unsigned long, maxnode,
1706                 unsigned long, addr, unsigned long, flags)
1707 {
1708         return kernel_get_mempolicy(policy, nmask, maxnode, addr, flags);
1709 }
1710
1711 bool vma_migratable(struct vm_area_struct *vma)
1712 {
1713         if (vma->vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP))
1714                 return false;
1715
1716         /*
1717          * DAX device mappings require predictable access latency, so avoid
1718          * incurring periodic faults.
1719          */
1720         if (vma_is_dax(vma))
1721                 return false;
1722
1723         if (is_vm_hugetlb_page(vma) &&
1724                 !hugepage_migration_supported(hstate_vma(vma)))
1725                 return false;
1726
1727         /*
1728          * Migration allocates pages in the highest zone. If we cannot
1729          * do so then migration (at least from node to node) is not
1730          * possible.
1731          */
1732         if (vma->vm_file &&
1733                 gfp_zone(mapping_gfp_mask(vma->vm_file->f_mapping))
1734                         < policy_zone)
1735                 return false;
1736         return true;
1737 }
1738
1739 struct mempolicy *__get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1740                                                 unsigned long addr)
1741 {
1742         struct mempolicy *pol = NULL;
1743
1744         if (vma) {
1745                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1746                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
1747                 } else if (vma->vm_policy) {
1748                         pol = vma->vm_policy;
1749
1750                         /*
1751                          * shmem_alloc_page() passes MPOL_F_SHARED policy with
1752                          * a pseudo vma whose vma->vm_ops=NULL. Take a reference
1753                          * count on these policies which will be dropped by
1754                          * mpol_cond_put() later
1755                          */
1756                         if (mpol_needs_cond_ref(pol))
1757                                 mpol_get(pol);
1758                 }
1759         }
1760
1761         return pol;
1762 }
1763
1764 /*
1765  * get_vma_policy(@vma, @addr)
1766  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
1767  * @addr: address in @vma for shared policy lookup
1768  *
1769  * Returns effective policy for a VMA at specified address.
1770  * Falls back to current->mempolicy or system default policy, as necessary.
1771  * Shared policies [those marked as MPOL_F_SHARED] require an extra reference
1772  * count--added by the get_policy() vm_op, as appropriate--to protect against
1773  * freeing by another task.  It is the caller's responsibility to free the
1774  * extra reference for shared policies.
1775  */
1776 static struct mempolicy *get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1777                                                 unsigned long addr)
1778 {
1779         struct mempolicy *pol = __get_vma_policy(vma, addr);
1780
1781         if (!pol)
1782                 pol = get_task_policy(current);
1783
1784         return pol;
1785 }
1786
1787 bool vma_policy_mof(struct vm_area_struct *vma)
1788 {
1789         struct mempolicy *pol;
1790
1791         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1792                 bool ret = false;
1793
1794                 pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, vma->vm_start);
1795                 if (pol && (pol->flags & MPOL_F_MOF))
1796                         ret = true;
1797                 mpol_cond_put(pol);
1798
1799                 return ret;
1800         }
1801
1802         pol = vma->vm_policy;
1803         if (!pol)
1804                 pol = get_task_policy(current);
1805
1806         return pol->flags & MPOL_F_MOF;
1807 }
1808
1809 bool apply_policy_zone(struct mempolicy *policy, enum zone_type zone)
1810 {
1811         enum zone_type dynamic_policy_zone = policy_zone;
1812
1813         BUG_ON(dynamic_policy_zone == ZONE_MOVABLE);
1814
1815         /*
1816          * if policy->nodes has movable memory only,
1817          * we apply policy when gfp_zone(gfp) = ZONE_MOVABLE only.
1818          *
1819          * policy->nodes is intersect with node_states[N_MEMORY].
1820          * so if the following test fails, it implies
1821          * policy->nodes has movable memory only.
1822          */
1823         if (!nodes_intersects(policy->nodes, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
1824                 dynamic_policy_zone = ZONE_MOVABLE;
1825
1826         return zone >= dynamic_policy_zone;
1827 }
1828
1829 /*
1830  * Return a nodemask representing a mempolicy for filtering nodes for
1831  * page allocation
1832  */
1833 nodemask_t *policy_nodemask(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1834 {
1835         int mode = policy->mode;
1836
1837         /* Lower zones don't get a nodemask applied for MPOL_BIND */
1838         if (unlikely(mode == MPOL_BIND) &&
1839                 apply_policy_zone(policy, gfp_zone(gfp)) &&
1840                 cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(&policy->nodes))
1841                 return &policy->nodes;
1842
1843         if (mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
1844                 return &policy->nodes;
1845
1846         return NULL;
1847 }
1848
1849 /*
1850  * Return the  preferred node id for 'prefer' mempolicy, and return
1851  * the given id for all other policies.
1852  *
1853  * policy_node() is always coupled with policy_nodemask(), which
1854  * secures the nodemask limit for 'bind' and 'prefer-many' policy.
1855  */
1856 static int policy_node(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy, int nd)
1857 {
1858         if (policy->mode == MPOL_PREFERRED) {
1859                 nd = first_node(policy->nodes);
1860         } else {
1861                 /*
1862                  * __GFP_THISNODE shouldn't even be used with the bind policy
1863                  * because we might easily break the expectation to stay on the
1864                  * requested node and not break the policy.
1865                  */
1866                 WARN_ON_ONCE(policy->mode == MPOL_BIND && (gfp & __GFP_THISNODE));
1867         }
1868
1869         if ((policy->mode == MPOL_BIND ||
1870              policy->mode == MPOL_PREFERRED_MANY) &&
1871             policy->home_node != NUMA_NO_NODE)
1872                 return policy->home_node;
1873
1874         return nd;
1875 }
1876
1877 /* Do dynamic interleaving for a process */
1878 static unsigned interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
1879 {
1880         unsigned next;
1881         struct task_struct *me = current;
1882
1883         next = next_node_in(me->il_prev, policy->nodes);
1884         if (next < MAX_NUMNODES)
1885                 me->il_prev = next;
1886         return next;
1887 }
1888
1889 /*
1890  * Depending on the memory policy provide a node from which to allocate the
1891  * next slab entry.
1892  */
1893 unsigned int mempolicy_slab_node(void)
1894 {
1895         struct mempolicy *policy;
1896         int node = numa_mem_id();
1897
1898         if (!in_task())
1899                 return node;
1900
1901         policy = current->mempolicy;
1902         if (!policy)
1903                 return node;
1904
1905         switch (policy->mode) {
1906         case MPOL_PREFERRED:
1907                 return first_node(policy->nodes);
1908
1909         case MPOL_INTERLEAVE:
1910                 return interleave_nodes(policy);
1911
1912         case MPOL_BIND:
1913         case MPOL_PREFERRED_MANY:
1914         {
1915                 struct zoneref *z;
1916
1917                 /*
1918                  * Follow bind policy behavior and start allocation at the
1919                  * first node.
1920                  */
1921                 struct zonelist *zonelist;
1922                 enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(GFP_KERNEL);
1923                 zonelist = &NODE_DATA(node)->node_zonelists[ZONELIST_FALLBACK];
1924                 z = first_zones_zonelist(zonelist, highest_zoneidx,
1925                                                         &policy->nodes);
1926                 return z->zone ? zone_to_nid(z->zone) : node;
1927         }
1928         case MPOL_LOCAL:
1929                 return node;
1930
1931         default:
1932                 BUG();
1933         }
1934 }
1935
1936 /*
1937  * Do static interleaving for a VMA with known offset @n.  Returns the n'th
1938  * node in pol->nodes (starting from n=0), wrapping around if n exceeds the
1939  * number of present nodes.
1940  */
1941 static unsigned offset_il_node(struct mempolicy *pol, unsigned long n)
1942 {
1943         nodemask_t nodemask = pol->nodes;
1944         unsigned int target, nnodes;
1945         int i;
1946         int nid;
1947         /*
1948          * The barrier will stabilize the nodemask in a register or on
1949          * the stack so that it will stop changing under the code.
1950          *
1951          * Between first_node() and next_node(), pol->nodes could be changed
1952          * by other threads. So we put pol->nodes in a local stack.
1953          */
1954         barrier();
1955
1956         nnodes = nodes_weight(nodemask);
1957         if (!nnodes)
1958                 return numa_node_id();
1959         target = (unsigned int)n % nnodes;
1960         nid = first_node(nodemask);
1961         for (i = 0; i < target; i++)
1962                 nid = next_node(nid, nodemask);
1963         return nid;
1964 }
1965
1966 /* Determine a node number for interleave */
1967 static inline unsigned interleave_nid(struct mempolicy *pol,
1968                  struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, int shift)
1969 {
1970         if (vma) {
1971                 unsigned long off;
1972
1973                 /*
1974                  * for small pages, there is no difference between
1975                  * shift and PAGE_SHIFT, so the bit-shift is safe.
1976                  * for huge pages, since vm_pgoff is in units of small
1977                  * pages, we need to shift off the always 0 bits to get
1978                  * a useful offset.
1979                  */
1980                 BUG_ON(shift < PAGE_SHIFT);
1981                 off = vma->vm_pgoff >> (shift - PAGE_SHIFT);
1982                 off += (addr - vma->vm_start) >> shift;
1983                 return offset_il_node(pol, off);
1984         } else
1985                 return interleave_nodes(pol);
1986 }
1987
1988 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
1989 /*
1990  * huge_node(@vma, @addr, @gfp_flags, @mpol)
1991  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
1992  * @addr: address in @vma for shared policy lookup and interleave policy
1993  * @gfp_flags: for requested zone
1994  * @mpol: pointer to mempolicy pointer for reference counted mempolicy
1995  * @nodemask: pointer to nodemask pointer for 'bind' and 'prefer-many' policy
1996  *
1997  * Returns a nid suitable for a huge page allocation and a pointer
1998  * to the struct mempolicy for conditional unref after allocation.
1999  * If the effective policy is 'bind' or 'prefer-many', returns a pointer
2000  * to the mempolicy's @nodemask for filtering the zonelist.
2001  *
2002  * Must be protected by read_mems_allowed_begin()
2003  */
2004 int huge_node(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, gfp_t gfp_flags,
2005                                 struct mempolicy **mpol, nodemask_t **nodemask)
2006 {
2007         int nid;
2008         int mode;
2009
2010         *mpol = get_vma_policy(vma, addr);
2011         *nodemask = NULL;
2012         mode = (*mpol)->mode;
2013
2014         if (unlikely(mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
2015                 nid = interleave_nid(*mpol, vma, addr,
2016                                         huge_page_shift(hstate_vma(vma)));
2017         } else {
2018                 nid = policy_node(gfp_flags, *mpol, numa_node_id());
2019                 if (mode == MPOL_BIND || mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
2020                         *nodemask = &(*mpol)->nodes;
2021         }
2022         return nid;
2023 }
2024
2025 /*
2026  * init_nodemask_of_mempolicy
2027  *
2028  * If the current task's mempolicy is "default" [NULL], return 'false'
2029  * to indicate default policy.  Otherwise, extract the policy nodemask
2030  * for 'bind' or 'interleave' policy into the argument nodemask, or
2031  * initialize the argument nodemask to contain the single node for
2032  * 'preferred' or 'local' policy and return 'true' to indicate presence
2033  * of non-default mempolicy.
2034  *
2035  * We don't bother with reference counting the mempolicy [mpol_get/put]
2036  * because the current task is examining it's own mempolicy and a task's
2037  * mempolicy is only ever changed by the task itself.
2038  *
2039  * N.B., it is the caller's responsibility to free a returned nodemask.
2040  */
2041 bool init_nodemask_of_mempolicy(nodemask_t *mask)
2042 {
2043         struct mempolicy *mempolicy;
2044
2045         if (!(mask && current->mempolicy))
2046                 return false;
2047
2048         task_lock(current);
2049         mempolicy = current->mempolicy;
2050         switch (mempolicy->mode) {
2051         case MPOL_PREFERRED:
2052         case MPOL_PREFERRED_MANY:
2053         case MPOL_BIND:
2054         case MPOL_INTERLEAVE:
2055                 *mask = mempolicy->nodes;
2056                 break;
2057
2058         case MPOL_LOCAL:
2059                 init_nodemask_of_node(mask, numa_node_id());
2060                 break;
2061
2062         default:
2063                 BUG();
2064         }
2065         task_unlock(current);
2066
2067         return true;
2068 }
2069 #endif
2070
2071 /*
2072  * mempolicy_in_oom_domain
2073  *
2074  * If tsk's mempolicy is "bind", check for intersection between mask and
2075  * the policy nodemask. Otherwise, return true for all other policies
2076  * including "interleave", as a tsk with "interleave" policy may have
2077  * memory allocated from all nodes in system.
2078  *
2079  * Takes task_lock(tsk) to prevent freeing of its mempolicy.
2080  */
2081 bool mempolicy_in_oom_domain(struct task_struct *tsk,
2082                                         const nodemask_t *mask)
2083 {
2084         struct mempolicy *mempolicy;
2085         bool ret = true;
2086
2087         if (!mask)
2088                 return ret;
2089
2090         task_lock(tsk);
2091         mempolicy = tsk->mempolicy;
2092         if (mempolicy && mempolicy->mode == MPOL_BIND)
2093                 ret = nodes_intersects(mempolicy->nodes, *mask);
2094         task_unlock(tsk);
2095
2096         return ret;
2097 }
2098
2099 /* Allocate a page in interleaved policy.
2100    Own path because it needs to do special accounting. */
2101 static struct page *alloc_page_interleave(gfp_t gfp, unsigned order,
2102                                         unsigned nid)
2103 {
2104         struct page *page;
2105
2106         page = __alloc_pages(gfp, order, nid, NULL);
2107         /* skip NUMA_INTERLEAVE_HIT counter update if numa stats is disabled */
2108         if (!static_branch_likely(&vm_numa_stat_key))
2109                 return page;
2110         if (page && page_to_nid(page) == nid) {
2111                 preempt_disable();
2112                 __count_numa_event(page_zone(page), NUMA_INTERLEAVE_HIT);
2113                 preempt_enable();
2114         }
2115         return page;
2116 }
2117
2118 static struct page *alloc_pages_preferred_many(gfp_t gfp, unsigned int order,
2119                                                 int nid, struct mempolicy *pol)
2120 {
2121         struct page *page;
2122         gfp_t preferred_gfp;
2123
2124         /*
2125          * This is a two pass approach. The first pass will only try the
2126          * preferred nodes but skip the direct reclaim and allow the
2127          * allocation to fail, while the second pass will try all the
2128          * nodes in system.
2129          */
2130         preferred_gfp = gfp | __GFP_NOWARN;
2131         preferred_gfp &= ~(__GFP_DIRECT_RECLAIM | __GFP_NOFAIL);
2132         page = __alloc_pages(preferred_gfp, order, nid, &pol->nodes);
2133         if (!page)
2134                 page = __alloc_pages(gfp, order, nid, NULL);
2135
2136         return page;
2137 }
2138
2139 /**
2140  * vma_alloc_folio - Allocate a folio for a VMA.
2141  * @gfp: GFP flags.
2142  * @order: Order of the folio.
2143  * @vma: Pointer to VMA or NULL if not available.
2144  * @addr: Virtual address of the allocation.  Must be inside @vma.
2145  * @hugepage: For hugepages try only the preferred node if possible.
2146  *
2147  * Allocate a folio for a specific address in @vma, using the appropriate
2148  * NUMA policy.  When @vma is not NULL the caller must hold the mmap_lock
2149  * of the mm_struct of the VMA to prevent it from going away.  Should be
2150  * used for all allocations for folios that will be mapped into user space.
2151  *
2152  * Return: The folio on success or NULL if allocation fails.
2153  */
2154 struct folio *vma_alloc_folio(gfp_t gfp, int order, struct vm_area_struct *vma,
2155                 unsigned long addr, bool hugepage)
2156 {
2157         struct mempolicy *pol;
2158         int node = numa_node_id();
2159         struct folio *folio;
2160         int preferred_nid;
2161         nodemask_t *nmask;
2162
2163         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2164
2165         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
2166                 struct page *page;
2167                 unsigned nid;
2168
2169                 nid = interleave_nid(pol, vma, addr, PAGE_SHIFT + order);
2170                 mpol_cond_put(pol);
2171                 gfp |= __GFP_COMP;
2172                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, nid);
2173                 if (page && order > 1)
2174                         prep_transhuge_page(page);
2175                 folio = (struct folio *)page;
2176                 goto out;
2177         }
2178
2179         if (pol->mode == MPOL_PREFERRED_MANY) {
2180                 struct page *page;
2181
2182                 node = policy_node(gfp, pol, node);
2183                 gfp |= __GFP_COMP;
2184                 page = alloc_pages_preferred_many(gfp, order, node, pol);
2185                 mpol_cond_put(pol);
2186                 if (page && order > 1)
2187                         prep_transhuge_page(page);
2188                 folio = (struct folio *)page;
2189                 goto out;
2190         }
2191
2192         if (unlikely(IS_ENABLED(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) && hugepage)) {
2193                 int hpage_node = node;
2194
2195                 /*
2196                  * For hugepage allocation and non-interleave policy which
2197                  * allows the current node (or other explicitly preferred
2198                  * node) we only try to allocate from the current/preferred
2199                  * node and don't fall back to other nodes, as the cost of
2200                  * remote accesses would likely offset THP benefits.
2201                  *
2202                  * If the policy is interleave or does not allow the current
2203                  * node in its nodemask, we allocate the standard way.
2204                  */
2205                 if (pol->mode == MPOL_PREFERRED)
2206                         hpage_node = first_node(pol->nodes);
2207
2208                 nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2209                 if (!nmask || node_isset(hpage_node, *nmask)) {
2210                         mpol_cond_put(pol);
2211                         /*
2212                          * First, try to allocate THP only on local node, but
2213                          * don't reclaim unnecessarily, just compact.
2214                          */
2215                         folio = __folio_alloc_node(gfp | __GFP_THISNODE |
2216                                         __GFP_NORETRY, order, hpage_node);
2217
2218                         /*
2219                          * If hugepage allocations are configured to always
2220                          * synchronous compact or the vma has been madvised
2221                          * to prefer hugepage backing, retry allowing remote
2222                          * memory with both reclaim and compact as well.
2223                          */
2224                         if (!folio && (gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM))
2225                                 folio = __folio_alloc(gfp, order, hpage_node,
2226                                                       nmask);
2227
2228                         goto out;
2229                 }
2230         }
2231
2232         nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2233         preferred_nid = policy_node(gfp, pol, node);
2234         folio = __folio_alloc(gfp, order, preferred_nid, nmask);
2235         mpol_cond_put(pol);
2236 out:
2237         return folio;
2238 }
2239 EXPORT_SYMBOL(vma_alloc_folio);
2240
2241 /**
2242  * alloc_pages - Allocate pages.
2243  * @gfp: GFP flags.
2244  * @order: Power of two of number of pages to allocate.
2245  *
2246  * Allocate 1 << @order contiguous pages.  The physical address of the
2247  * first page is naturally aligned (eg an order-3 allocation will be aligned
2248  * to a multiple of 8 * PAGE_SIZE bytes).  The NUMA policy of the current
2249  * process is honoured when in process context.
2250  *
2251  * Context: Can be called from any context, providing the appropriate GFP
2252  * flags are used.
2253  * Return: The page on success or NULL if allocation fails.
2254  */
2255 struct page *alloc_pages(gfp_t gfp, unsigned order)
2256 {
2257         struct mempolicy *pol = &default_policy;
2258         struct page *page;
2259
2260         if (!in_interrupt() && !(gfp & __GFP_THISNODE))
2261                 pol = get_task_policy(current);
2262
2263         /*
2264          * No reference counting needed for current->mempolicy
2265          * nor system default_policy
2266          */
2267         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
2268                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, interleave_nodes(pol));
2269         else if (pol->mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
2270                 page = alloc_pages_preferred_many(gfp, order,
2271                                   policy_node(gfp, pol, numa_node_id()), pol);
2272         else
2273                 page = __alloc_pages(gfp, order,
2274                                 policy_node(gfp, pol, numa_node_id()),
2275                                 policy_nodemask(gfp, pol));
2276
2277         return page;
2278 }
2279 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages);
2280
2281 struct folio *folio_alloc(gfp_t gfp, unsigned order)
2282 {
2283         struct page *page = alloc_pages(gfp | __GFP_COMP, order);
2284
2285         if (page && order > 1)
2286                 prep_transhuge_page(page);
2287         return (struct folio *)page;
2288 }
2289 EXPORT_SYMBOL(folio_alloc);
2290
2291 static unsigned long alloc_pages_bulk_array_interleave(gfp_t gfp,
2292                 struct mempolicy *pol, unsigned long nr_pages,
2293                 struct page **page_array)
2294 {
2295         int nodes;
2296         unsigned long nr_pages_per_node;
2297         int delta;
2298         int i;
2299         unsigned long nr_allocated;
2300         unsigned long total_allocated = 0;
2301
2302         nodes = nodes_weight(pol->nodes);
2303         nr_pages_per_node = nr_pages / nodes;
2304         delta = nr_pages - nodes * nr_pages_per_node;
2305
2306         for (i = 0; i < nodes; i++) {
2307                 if (delta) {
2308                         nr_allocated = __alloc_pages_bulk(gfp,
2309                                         interleave_nodes(pol), NULL,
2310                                         nr_pages_per_node + 1, NULL,
2311                                         page_array);
2312                         delta--;
2313                 } else {
2314                         nr_allocated = __alloc_pages_bulk(gfp,
2315                                         interleave_nodes(pol), NULL,
2316                                         nr_pages_per_node, NULL, page_array);
2317                 }
2318
2319                 page_array += nr_allocated;
2320                 total_allocated += nr_allocated;
2321         }
2322
2323         return total_allocated;
2324 }
2325
2326 static unsigned long alloc_pages_bulk_array_preferred_many(gfp_t gfp, int nid,
2327                 struct mempolicy *pol, unsigned long nr_pages,
2328                 struct page **page_array)
2329 {
2330         gfp_t preferred_gfp;
2331         unsigned long nr_allocated = 0;
2332
2333         preferred_gfp = gfp | __GFP_NOWARN;
2334         preferred_gfp &= ~(__GFP_DIRECT_RECLAIM | __GFP_NOFAIL);
2335
2336         nr_allocated  = __alloc_pages_bulk(preferred_gfp, nid, &pol->nodes,
2337                                            nr_pages, NULL, page_array);
2338
2339         if (nr_allocated < nr_pages)
2340                 nr_allocated += __alloc_pages_bulk(gfp, numa_node_id(), NULL,
2341                                 nr_pages - nr_allocated, NULL,
2342                                 page_array + nr_allocated);
2343         return nr_allocated;
2344 }
2345
2346 /* alloc pages bulk and mempolicy should be considered at the
2347  * same time in some situation such as vmalloc.
2348  *
2349  * It can accelerate memory allocation especially interleaving
2350  * allocate memory.
2351  */
2352 unsigned long alloc_pages_bulk_array_mempolicy(gfp_t gfp,
2353                 unsigned long nr_pages, struct page **page_array)
2354 {
2355         struct mempolicy *pol = &default_policy;
2356
2357         if (!in_interrupt() && !(gfp & __GFP_THISNODE))
2358                 pol = get_task_policy(current);
2359
2360         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
2361                 return alloc_pages_bulk_array_interleave(gfp, pol,
2362                                                          nr_pages, page_array);
2363
2364         if (pol->mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
2365                 return alloc_pages_bulk_array_preferred_many(gfp,
2366                                 numa_node_id(), pol, nr_pages, page_array);
2367
2368         return __alloc_pages_bulk(gfp, policy_node(gfp, pol, numa_node_id()),
2369                                   policy_nodemask(gfp, pol), nr_pages, NULL,
2370                                   page_array);
2371 }
2372
2373 int vma_dup_policy(struct vm_area_struct *src, struct vm_area_struct *dst)
2374 {
2375         struct mempolicy *pol = mpol_dup(vma_policy(src));
2376
2377         if (IS_ERR(pol))
2378                 return PTR_ERR(pol);
2379         dst->vm_policy = pol;
2380         return 0;
2381 }
2382
2383 /*
2384  * If mpol_dup() sees current->cpuset == cpuset_being_rebound, then it
2385  * rebinds the mempolicy its copying by calling mpol_rebind_policy()
2386  * with the mems_allowed returned by cpuset_mems_allowed().  This
2387  * keeps mempolicies cpuset relative after its cpuset moves.  See
2388  * further kernel/cpuset.c update_nodemask().
2389  *
2390  * current's mempolicy may be rebinded by the other task(the task that changes
2391  * cpuset's mems), so we needn't do rebind work for current task.
2392  */
2393
2394 /* Slow path of a mempolicy duplicate */
2395 struct mempolicy *__mpol_dup(struct mempolicy *old)
2396 {
2397         struct mempolicy *new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2398
2399         if (!new)
2400                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2401
2402         /* task's mempolicy is protected by alloc_lock */
2403         if (old == current->mempolicy) {
2404                 task_lock(current);
2405                 *new = *old;
2406                 task_unlock(current);
2407         } else
2408                 *new = *old;
2409
2410         if (current_cpuset_is_being_rebound()) {
2411                 nodemask_t mems = cpuset_mems_allowed(current);
2412                 mpol_rebind_policy(new, &mems);
2413         }
2414         atomic_set(&new->refcnt, 1);
2415         return new;
2416 }
2417
2418 /* Slow path of a mempolicy comparison */
2419 bool __mpol_equal(struct mempolicy *a, struct mempolicy *b)
2420 {
2421         if (!a || !b)
2422                 return false;
2423         if (a->mode != b->mode)
2424                 return false;
2425         if (a->flags != b->flags)
2426                 return false;
2427         if (a->home_node != b->home_node)
2428                 return false;
2429         if (mpol_store_user_nodemask(a))
2430                 if (!nodes_equal(a->w.user_nodemask, b->w.user_nodemask))
2431                         return false;
2432
2433         switch (a->mode) {
2434         case MPOL_BIND:
2435         case MPOL_INTERLEAVE:
2436         case MPOL_PREFERRED:
2437         case MPOL_PREFERRED_MANY:
2438                 return !!nodes_equal(a->nodes, b->nodes);
2439         case MPOL_LOCAL:
2440                 return true;
2441         default:
2442                 BUG();
2443                 return false;
2444         }
2445 }
2446
2447 /*
2448  * Shared memory backing store policy support.
2449  *
2450  * Remember policies even when nobody has shared memory mapped.
2451  * The policies are kept in Red-Black tree linked from the inode.
2452  * They are protected by the sp->lock rwlock, which should be held
2453  * for any accesses to the tree.
2454  */
2455
2456 /*
2457  * lookup first element intersecting start-end.  Caller holds sp->lock for
2458  * reading or for writing
2459  */
2460 static struct sp_node *
2461 sp_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long start, unsigned long end)
2462 {
2463         struct rb_node *n = sp->root.rb_node;
2464
2465         while (n) {
2466                 struct sp_node *p = rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2467
2468                 if (start >= p->end)
2469                         n = n->rb_right;
2470                 else if (end <= p->start)
2471                         n = n->rb_left;
2472                 else
2473                         break;
2474         }
2475         if (!n)
2476                 return NULL;
2477         for (;;) {
2478                 struct sp_node *w = NULL;
2479                 struct rb_node *prev = rb_prev(n);
2480                 if (!prev)
2481                         break;
2482                 w = rb_entry(prev, struct sp_node, nd);
2483                 if (w->end <= start)
2484                         break;
2485                 n = prev;
2486         }
2487         return rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2488 }
2489
2490 /*
2491  * Insert a new shared policy into the list.  Caller holds sp->lock for
2492  * writing.
2493  */
2494 static void sp_insert(struct shared_policy *sp, struct sp_node *new)
2495 {
2496         struct rb_node **p = &sp->root.rb_node;
2497         struct rb_node *parent = NULL;
2498         struct sp_node *nd;
2499
2500         while (*p) {
2501                 parent = *p;
2502                 nd = rb_entry(parent, struct sp_node, nd);
2503                 if (new->start < nd->start)
2504                         p = &(*p)->rb_left;
2505                 else if (new->end > nd->end)
2506                         p = &(*p)->rb_right;
2507                 else
2508                         BUG();
2509         }
2510         rb_link_node(&new->nd, parent, p);
2511         rb_insert_color(&new->nd, &sp->root);
2512         pr_debug("inserting %lx-%lx: %d\n", new->start, new->end,
2513                  new->policy ? new->policy->mode : 0);
2514 }
2515
2516 /* Find shared policy intersecting idx */
2517 struct mempolicy *
2518 mpol_shared_policy_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long idx)
2519 {
2520         struct mempolicy *pol = NULL;
2521         struct sp_node *sn;
2522
2523         if (!sp->root.rb_node)
2524                 return NULL;
2525         read_lock(&sp->lock);
2526         sn = sp_lookup(sp, idx, idx+1);
2527         if (sn) {
2528                 mpol_get(sn->policy);
2529                 pol = sn->policy;
2530         }
2531         read_unlock(&sp->lock);
2532         return pol;
2533 }
2534
2535 static void sp_free(struct sp_node *n)
2536 {
2537         mpol_put(n->policy);
2538         kmem_cache_free(sn_cache, n);
2539 }
2540
2541 /**
2542  * mpol_misplaced - check whether current page node is valid in policy
2543  *
2544  * @page: page to be checked
2545  * @vma: vm area where page mapped
2546  * @addr: virtual address where page mapped
2547  *
2548  * Lookup current policy node id for vma,addr and "compare to" page's
2549  * node id.  Policy determination "mimics" alloc_page_vma().
2550  * Called from fault path where we know the vma and faulting address.
2551  *
2552  * Return: NUMA_NO_NODE if the page is in a node that is valid for this
2553  * policy, or a suitable node ID to allocate a replacement page from.
2554  */
2555 int mpol_misplaced(struct page *page, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
2556 {
2557         struct mempolicy *pol;
2558         struct zoneref *z;
2559         int curnid = page_to_nid(page);
2560         unsigned long pgoff;
2561         int thiscpu = raw_smp_processor_id();
2562         int thisnid = cpu_to_node(thiscpu);
2563         int polnid = NUMA_NO_NODE;
2564         int ret = NUMA_NO_NODE;
2565
2566         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2567         if (!(pol->flags & MPOL_F_MOF))
2568                 goto out;
2569
2570         switch (pol->mode) {
2571         case MPOL_INTERLEAVE:
2572                 pgoff = vma->vm_pgoff;
2573                 pgoff += (addr - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2574                 polnid = offset_il_node(pol, pgoff);
2575                 break;
2576
2577         case MPOL_PREFERRED:
2578                 if (node_isset(curnid, pol->nodes))
2579                         goto out;
2580                 polnid = first_node(pol->nodes);
2581                 break;
2582
2583         case MPOL_LOCAL:
2584                 polnid = numa_node_id();
2585                 break;
2586
2587         case MPOL_BIND:
2588                 /* Optimize placement among multiple nodes via NUMA balancing */
2589                 if (pol->flags & MPOL_F_MORON) {
2590                         if (node_isset(thisnid, pol->nodes))
2591                                 break;
2592                         goto out;
2593                 }
2594                 fallthrough;
2595
2596         case MPOL_PREFERRED_MANY:
2597                 /*
2598                  * use current page if in policy nodemask,
2599                  * else select nearest allowed node, if any.
2600                  * If no allowed nodes, use current [!misplaced].
2601                  */
2602                 if (node_isset(curnid, pol->nodes))
2603                         goto out;
2604                 z = first_zones_zonelist(
2605                                 node_zonelist(numa_node_id(), GFP_HIGHUSER),
2606                                 gfp_zone(GFP_HIGHUSER),
2607                                 &pol->nodes);
2608                 polnid = zone_to_nid(z->zone);
2609                 break;
2610
2611         default:
2612                 BUG();
2613         }
2614
2615         /* Migrate the page towards the node whose CPU is referencing it */
2616         if (pol->flags & MPOL_F_MORON) {
2617                 polnid = thisnid;
2618
2619                 if (!should_numa_migrate_memory(current, page, curnid, thiscpu))
2620                         goto out;
2621         }
2622
2623         if (curnid != polnid)
2624                 ret = polnid;
2625 out:
2626         mpol_cond_put(pol);
2627
2628         return ret;
2629 }
2630
2631 /*
2632  * Drop the (possibly final) reference to task->mempolicy.  It needs to be
2633  * dropped after task->mempolicy is set to NULL so that any allocation done as
2634  * part of its kmem_cache_free(), such as by KASAN, doesn't reference a freed
2635  * policy.
2636  */
2637 void mpol_put_task_policy(struct task_struct *task)
2638 {
2639         struct mempolicy *pol;
2640
2641         task_lock(task);
2642         pol = task->mempolicy;
2643         task->mempolicy = NULL;
2644         task_unlock(task);
2645         mpol_put(pol);
2646 }
2647
2648 static void sp_delete(struct shared_policy *sp, struct sp_node *n)
2649 {
2650         pr_debug("deleting %lx-l%lx\n", n->start, n->end);
2651         rb_erase(&n->nd, &sp->root);
2652         sp_free(n);
2653 }
2654
2655 static void sp_node_init(struct sp_node *node, unsigned long start,
2656                         unsigned long end, struct mempolicy *pol)
2657 {
2658         node->start = start;
2659         node->end = end;
2660         node->policy = pol;
2661 }
2662
2663 static struct sp_node *sp_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
2664                                 struct mempolicy *pol)
2665 {
2666         struct sp_node *n;
2667         struct mempolicy *newpol;
2668
2669         n = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2670         if (!n)
2671                 return NULL;
2672
2673         newpol = mpol_dup(pol);
2674         if (IS_ERR(newpol)) {
2675                 kmem_cache_free(sn_cache, n);
2676                 return NULL;
2677         }
2678         newpol->flags |= MPOL_F_SHARED;
2679         sp_node_init(n, start, end, newpol);
2680
2681         return n;
2682 }
2683
2684 /* Replace a policy range. */
2685 static int shared_policy_replace(struct shared_policy *sp, unsigned long start,
2686                                  unsigned long end, struct sp_node *new)
2687 {
2688         struct sp_node *n;
2689         struct sp_node *n_new = NULL;
2690         struct mempolicy *mpol_new = NULL;
2691         int ret = 0;
2692
2693 restart:
2694         write_lock(&sp->lock);
2695         n = sp_lookup(sp, start, end);
2696         /* Take care of old policies in the same range. */
2697         while (n && n->start < end) {
2698                 struct rb_node *next = rb_next(&n->nd);
2699                 if (n->start >= start) {
2700                         if (n->end <= end)
2701                                 sp_delete(sp, n);
2702                         else
2703                                 n->start = end;
2704                 } else {
2705                         /* Old policy spanning whole new range. */
2706                         if (n->end > end) {
2707                                 if (!n_new)
2708                                         goto alloc_new;
2709
2710                                 *mpol_new = *n->policy;
2711                                 atomic_set(&mpol_new->refcnt, 1);
2712                                 sp_node_init(n_new, end, n->end, mpol_new);
2713                                 n->end = start;
2714                                 sp_insert(sp, n_new);
2715                                 n_new = NULL;
2716                                 mpol_new = NULL;
2717                                 break;
2718                         } else
2719                                 n->end = start;
2720                 }
2721                 if (!next)
2722                         break;
2723                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2724         }
2725         if (new)
2726                 sp_insert(sp, new);
2727         write_unlock(&sp->lock);
2728         ret = 0;
2729
2730 err_out:
2731         if (mpol_new)
2732                 mpol_put(mpol_new);
2733         if (n_new)
2734                 kmem_cache_free(sn_cache, n_new);
2735
2736         return ret;
2737
2738 alloc_new:
2739         write_unlock(&sp->lock);
2740         ret = -ENOMEM;
2741         n_new = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2742         if (!n_new)
2743                 goto err_out;
2744         mpol_new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2745         if (!mpol_new)
2746                 goto err_out;
2747         atomic_set(&mpol_new->refcnt, 1);
2748         goto restart;
2749 }
2750
2751 /**
2752  * mpol_shared_policy_init - initialize shared policy for inode
2753  * @sp: pointer to inode shared policy
2754  * @mpol:  struct mempolicy to install
2755  *
2756  * Install non-NULL @mpol in inode's shared policy rb-tree.
2757  * On entry, the current task has a reference on a non-NULL @mpol.
2758  * This must be released on exit.
2759  * This is called at get_inode() calls and we can use GFP_KERNEL.
2760  */
2761 void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *sp, struct mempolicy *mpol)
2762 {
2763         int ret;
2764
2765         sp->root = RB_ROOT;             /* empty tree == default mempolicy */
2766         rwlock_init(&sp->lock);
2767
2768         if (mpol) {
2769                 struct vm_area_struct pvma;
2770                 struct mempolicy *new;
2771                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2772
2773                 if (!scratch)
2774                         goto put_mpol;
2775                 /* contextualize the tmpfs mount point mempolicy */
2776                 new = mpol_new(mpol->mode, mpol->flags, &mpol->w.user_nodemask);
2777                 if (IS_ERR(new))
2778                         goto free_scratch; /* no valid nodemask intersection */
2779
2780                 task_lock(current);
2781                 ret = mpol_set_nodemask(new, &mpol->w.user_nodemask, scratch);
2782                 task_unlock(current);
2783                 if (ret)
2784                         goto put_new;
2785
2786                 /* Create pseudo-vma that contains just the policy */
2787                 vma_init(&pvma, NULL);
2788                 pvma.vm_end = TASK_SIZE;        /* policy covers entire file */
2789                 mpol_set_shared_policy(sp, &pvma, new); /* adds ref */
2790
2791 put_new:
2792                 mpol_put(new);                  /* drop initial ref */
2793 free_scratch:
2794                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2795 put_mpol:
2796                 mpol_put(mpol); /* drop our incoming ref on sb mpol */
2797         }
2798 }
2799
2800 int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *info,
2801                         struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *npol)
2802 {
2803         int err;
2804         struct sp_node *new = NULL;
2805         unsigned long sz = vma_pages(vma);
2806
2807         pr_debug("set_shared_policy %lx sz %lu %d %d %lx\n",
2808                  vma->vm_pgoff,
2809                  sz, npol ? npol->mode : -1,
2810                  npol ? npol->flags : -1,
2811                  npol ? nodes_addr(npol->nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
2812
2813         if (npol) {
2814                 new = sp_alloc(vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, npol);
2815                 if (!new)
2816                         return -ENOMEM;
2817         }
2818         err = shared_policy_replace(info, vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff+sz, new);
2819         if (err && new)
2820                 sp_free(new);
2821         return err;
2822 }
2823
2824 /* Free a backing policy store on inode delete. */
2825 void mpol_free_shared_policy(struct shared_policy *p)
2826 {
2827         struct sp_node *n;
2828         struct rb_node *next;
2829
2830         if (!p->root.rb_node)
2831                 return;
2832         write_lock(&p->lock);
2833         next = rb_first(&p->root);
2834         while (next) {
2835                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2836                 next = rb_next(&n->nd);
2837                 sp_delete(p, n);
2838         }
2839         write_unlock(&p->lock);
2840 }
2841
2842 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2843 static int __initdata numabalancing_override;
2844
2845 static void __init check_numabalancing_enable(void)
2846 {
2847         bool numabalancing_default = false;
2848
2849         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA_BALANCING_DEFAULT_ENABLED))
2850                 numabalancing_default = true;
2851
2852         /* Parsed by setup_numabalancing. override == 1 enables, -1 disables */
2853         if (numabalancing_override)
2854                 set_numabalancing_state(numabalancing_override == 1);
2855
2856         if (num_online_nodes() > 1 && !numabalancing_override) {
2857                 pr_info("%s automatic NUMA balancing. Configure with numa_balancing= or the kernel.numa_balancing sysctl\n",
2858                         numabalancing_default ? "Enabling" : "Disabling");
2859                 set_numabalancing_state(numabalancing_default);
2860         }
2861 }
2862
2863 static int __init setup_numabalancing(char *str)
2864 {
2865         int ret = 0;
2866         if (!str)
2867                 goto out;
2868
2869         if (!strcmp(str, "enable")) {
2870                 numabalancing_override = 1;
2871                 ret = 1;
2872         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2873                 numabalancing_override = -1;
2874                 ret = 1;
2875         }
2876 out:
2877         if (!ret)
2878                 pr_warn("Unable to parse numa_balancing=\n");
2879
2880         return ret;
2881 }
2882 __setup("numa_balancing=", setup_numabalancing);
2883 #else
2884 static inline void __init check_numabalancing_enable(void)
2885 {
2886 }
2887 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2888
2889 /* assumes fs == KERNEL_DS */
2890 void __init numa_policy_init(void)
2891 {
2892         nodemask_t interleave_nodes;
2893         unsigned long largest = 0;
2894         int nid, prefer = 0;
2895
2896         policy_cache = kmem_cache_create("numa_policy",
2897                                          sizeof(struct mempolicy),
2898                                          0, SLAB_PANIC, NULL);
2899
2900         sn_cache = kmem_cache_create("shared_policy_node",
2901                                      sizeof(struct sp_node),
2902                                      0, SLAB_PANIC, NULL);
2903
2904         for_each_node(nid) {
2905                 preferred_node_policy[nid] = (struct mempolicy) {
2906                         .refcnt = ATOMIC_INIT(1),
2907                         .mode = MPOL_PREFERRED,
2908                         .flags = MPOL_F_MOF | MPOL_F_MORON,
2909                         .nodes = nodemask_of_node(nid),
2910                 };
2911         }
2912
2913         /*
2914          * Set interleaving policy for system init. Interleaving is only
2915          * enabled across suitably sized nodes (default is >= 16MB), or
2916          * fall back to the largest node if they're all smaller.
2917          */
2918         nodes_clear(interleave_nodes);
2919         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
2920                 unsigned long total_pages = node_present_pages(nid);
2921
2922                 /* Preserve the largest node */
2923                 if (largest < total_pages) {
2924                         largest = total_pages;
2925                         prefer = nid;
2926                 }
2927
2928                 /* Interleave this node? */
2929                 if ((total_pages << PAGE_SHIFT) >= (16 << 20))
2930                         node_set(nid, interleave_nodes);
2931         }
2932
2933         /* All too small, use the largest */
2934         if (unlikely(nodes_empty(interleave_nodes)))
2935                 node_set(prefer, interleave_nodes);
2936
2937         if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, 0, &interleave_nodes))
2938                 pr_err("%s: interleaving failed\n", __func__);
2939
2940         check_numabalancing_enable();
2941 }
2942
2943 /* Reset policy of current process to default */
2944 void numa_default_policy(void)
2945 {
2946         do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, 0, NULL);
2947 }
2948
2949 /*
2950  * Parse and format mempolicy from/to strings
2951  */
2952
2953 static const char * const policy_modes[] =
2954 {
2955         [MPOL_DEFAULT]    = "default",
2956         [MPOL_PREFERRED]  = "prefer",
2957         [MPOL_BIND]       = "bind",
2958         [MPOL_INTERLEAVE] = "interleave",
2959         [MPOL_LOCAL]      = "local",
2960         [MPOL_PREFERRED_MANY]  = "prefer (many)",
2961 };
2962
2963
2964 #ifdef CONFIG_TMPFS
2965 /**
2966  * mpol_parse_str - parse string to mempolicy, for tmpfs mpol mount option.
2967  * @str:  string containing mempolicy to parse
2968  * @mpol:  pointer to struct mempolicy pointer, returned on success.
2969  *
2970  * Format of input:
2971  *      <mode>[=<flags>][:<nodelist>]
2972  *
2973  * Return: %0 on success, else %1
2974  */
2975 int mpol_parse_str(char *str, struct mempolicy **mpol)
2976 {
2977         struct mempolicy *new = NULL;
2978         unsigned short mode_flags;
2979         nodemask_t nodes;
2980         char *nodelist = strchr(str, ':');
2981         char *flags = strchr(str, '=');
2982         int err = 1, mode;
2983
2984         if (flags)
2985                 *flags++ = '\0';        /* terminate mode string */
2986
2987         if (nodelist) {
2988                 /* NUL-terminate mode or flags string */
2989                 *nodelist++ = '\0';
2990                 if (nodelist_parse(nodelist, nodes))
2991                         goto out;
2992                 if (!nodes_subset(nodes, node_states[N_MEMORY]))
2993                         goto out;
2994         } else
2995                 nodes_clear(nodes);
2996
2997         mode = match_string(policy_modes, MPOL_MAX, str);
2998         if (mode < 0)
2999                 goto out;
3000
3001         switch (mode) {
3002         case MPOL_PREFERRED:
3003                 /*
3004                  * Insist on a nodelist of one node only, although later
3005                  * we use first_node(nodes) to grab a single node, so here
3006                  * nodelist (or nodes) cannot be empty.
3007                  */
3008                 if (nodelist) {
3009                         char *rest = nodelist;
3010                         while (isdigit(*rest))
3011                                 rest++;
3012                         if (*rest)
3013                                 goto out;
3014                         if (nodes_empty(nodes))
3015                                 goto out;
3016                 }
3017                 break;
3018         case MPOL_INTERLEAVE:
3019                 /*
3020                  * Default to online nodes with memory if no nodelist
3021                  */
3022                 if (!nodelist)
3023                         nodes = node_states[N_MEMORY];
3024                 break;
3025         case MPOL_LOCAL:
3026                 /*
3027                  * Don't allow a nodelist;  mpol_new() checks flags
3028                  */
3029                 if (nodelist)
3030                         goto out;
3031                 break;
3032         case MPOL_DEFAULT:
3033                 /*
3034                  * Insist on a empty nodelist
3035                  */
3036                 if (!nodelist)
3037                         err = 0;
3038                 goto out;
3039         case MPOL_PREFERRED_MANY:
3040         case MPOL_BIND:
3041                 /*
3042                  * Insist on a nodelist
3043                  */
3044                 if (!nodelist)
3045                         goto out;
3046         }
3047
3048         mode_flags = 0;
3049         if (flags) {
3050                 /*
3051                  * Currently, we only support two mutually exclusive
3052                  * mode flags.
3053                  */
3054                 if (!strcmp(flags, "static"))
3055                         mode_flags |= MPOL_F_STATIC_NODES;
3056                 else if (!strcmp(flags, "relative"))
3057                         mode_flags |= MPOL_F_RELATIVE_NODES;
3058                 else
3059                         goto out;
3060         }
3061
3062         new = mpol_new(mode, mode_flags, &nodes);
3063         if (IS_ERR(new))
3064                 goto out;
3065
3066         /*
3067          * Save nodes for mpol_to_str() to show the tmpfs mount options
3068          * for /proc/mounts, /proc/pid/mounts and /proc/pid/mountinfo.
3069          */
3070         if (mode != MPOL_PREFERRED) {
3071                 new->nodes = nodes;
3072         } else if (nodelist) {
3073                 nodes_clear(new->nodes);
3074                 node_set(first_node(nodes), new->nodes);
3075         } else {
3076                 new->mode = MPOL_LOCAL;
3077         }
3078
3079         /*
3080          * Save nodes for contextualization: this will be used to "clone"
3081          * the mempolicy in a specific context [cpuset] at a later time.
3082          */
3083         new->w.user_nodemask = nodes;
3084
3085         err = 0;
3086
3087 out:
3088         /* Restore string for error message */
3089         if (nodelist)
3090                 *--nodelist = ':';
3091         if (flags)
3092                 *--flags = '=';
3093         if (!err)
3094                 *mpol = new;
3095         return err;
3096 }
3097 #endif /* CONFIG_TMPFS */
3098
3099 /**
3100  * mpol_to_str - format a mempolicy structure for printing
3101  * @buffer:  to contain formatted mempolicy string
3102  * @maxlen:  length of @buffer
3103  * @pol:  pointer to mempolicy to be formatted
3104  *
3105  * Convert @pol into a string.  If @buffer is too short, truncate the string.
3106  * Recommend a @maxlen of at least 32 for the longest mode, "interleave", the
3107  * longest flag, "relative", and to display at least a few node ids.
3108  */
3109 void mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol)
3110 {
3111         char *p = buffer;
3112         nodemask_t nodes = NODE_MASK_NONE;
3113         unsigned short mode = MPOL_DEFAULT;
3114         unsigned short flags = 0;
3115
3116         if (pol && pol != &default_policy && !(pol->flags & MPOL_F_MORON)) {
3117                 mode = pol->mode;
3118                 flags = pol->flags;
3119         }
3120
3121         switch (mode) {
3122         case MPOL_DEFAULT:
3123         case MPOL_LOCAL:
3124                 break;
3125         case MPOL_PREFERRED:
3126         case MPOL_PREFERRED_MANY:
3127         case MPOL_BIND:
3128         case MPOL_INTERLEAVE:
3129                 nodes = pol->nodes;
3130                 break;
3131         default:
3132                 WARN_ON_ONCE(1);
3133                 snprintf(p, maxlen, "unknown");
3134                 return;
3135         }
3136
3137         p += snprintf(p, maxlen, "%s", policy_modes[mode]);
3138
3139         if (flags & MPOL_MODE_FLAGS) {
3140                 p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "=");
3141
3142                 /*
3143                  * Currently, the only defined flags are mutually exclusive
3144                  */
3145                 if (flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
3146                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "static");
3147                 else if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
3148                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "relative");
3149         }
3150
3151         if (!nodes_empty(nodes))
3152                 p += scnprintf(p, buffer + maxlen - p, ":%*pbl",
3153                                nodemask_pr_args(&nodes));
3154 }