Merge tag 'block-6.6-2023-10-12' of git://git.kernel.dk/linux
[platform/kernel/linux-rpi.git] / mm / mempolicy.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  * Simple NUMA memory policy for the Linux kernel.
4  *
5  * Copyright 2003,2004 Andi Kleen, SuSE Labs.
6  * (C) Copyright 2005 Christoph Lameter, Silicon Graphics, Inc.
7  *
8  * NUMA policy allows the user to give hints in which node(s) memory should
9  * be allocated.
10  *
11  * Support four policies per VMA and per process:
12  *
13  * The VMA policy has priority over the process policy for a page fault.
14  *
15  * interleave     Allocate memory interleaved over a set of nodes,
16  *                with normal fallback if it fails.
17  *                For VMA based allocations this interleaves based on the
18  *                offset into the backing object or offset into the mapping
19  *                for anonymous memory. For process policy an process counter
20  *                is used.
21  *
22  * bind           Only allocate memory on a specific set of nodes,
23  *                no fallback.
24  *                FIXME: memory is allocated starting with the first node
25  *                to the last. It would be better if bind would truly restrict
26  *                the allocation to memory nodes instead
27  *
28  * preferred       Try a specific node first before normal fallback.
29  *                As a special case NUMA_NO_NODE here means do the allocation
30  *                on the local CPU. This is normally identical to default,
31  *                but useful to set in a VMA when you have a non default
32  *                process policy.
33  *
34  * preferred many Try a set of nodes first before normal fallback. This is
35  *                similar to preferred without the special case.
36  *
37  * default        Allocate on the local node first, or when on a VMA
38  *                use the process policy. This is what Linux always did
39  *                in a NUMA aware kernel and still does by, ahem, default.
40  *
41  * The process policy is applied for most non interrupt memory allocations
42  * in that process' context. Interrupts ignore the policies and always
43  * try to allocate on the local CPU. The VMA policy is only applied for memory
44  * allocations for a VMA in the VM.
45  *
46  * Currently there are a few corner cases in swapping where the policy
47  * is not applied, but the majority should be handled. When process policy
48  * is used it is not remembered over swap outs/swap ins.
49  *
50  * Only the highest zone in the zone hierarchy gets policied. Allocations
51  * requesting a lower zone just use default policy. This implies that
52  * on systems with highmem kernel lowmem allocation don't get policied.
53  * Same with GFP_DMA allocations.
54  *
55  * For shmfs/tmpfs/hugetlbfs shared memory the policy is shared between
56  * all users and remembered even when nobody has memory mapped.
57  */
58
59 /* Notebook:
60    fix mmap readahead to honour policy and enable policy for any page cache
61    object
62    statistics for bigpages
63    global policy for page cache? currently it uses process policy. Requires
64    first item above.
65    handle mremap for shared memory (currently ignored for the policy)
66    grows down?
67    make bind policy root only? It can trigger oom much faster and the
68    kernel is not always grateful with that.
69 */
70
71 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
72
73 #include <linux/mempolicy.h>
74 #include <linux/pagewalk.h>
75 #include <linux/highmem.h>
76 #include <linux/hugetlb.h>
77 #include <linux/kernel.h>
78 #include <linux/sched.h>
79 #include <linux/sched/mm.h>
80 #include <linux/sched/numa_balancing.h>
81 #include <linux/sched/task.h>
82 #include <linux/nodemask.h>
83 #include <linux/cpuset.h>
84 #include <linux/slab.h>
85 #include <linux/string.h>
86 #include <linux/export.h>
87 #include <linux/nsproxy.h>
88 #include <linux/interrupt.h>
89 #include <linux/init.h>
90 #include <linux/compat.h>
91 #include <linux/ptrace.h>
92 #include <linux/swap.h>
93 #include <linux/seq_file.h>
94 #include <linux/proc_fs.h>
95 #include <linux/migrate.h>
96 #include <linux/ksm.h>
97 #include <linux/rmap.h>
98 #include <linux/security.h>
99 #include <linux/syscalls.h>
100 #include <linux/ctype.h>
101 #include <linux/mm_inline.h>
102 #include <linux/mmu_notifier.h>
103 #include <linux/printk.h>
104 #include <linux/swapops.h>
105
106 #include <asm/tlbflush.h>
107 #include <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                 vma_start_write(vma);
389                 mpol_rebind_policy(vma->vm_policy, new);
390         }
391         mmap_write_unlock(mm);
392 }
393
394 static const struct mempolicy_operations mpol_ops[MPOL_MAX] = {
395         [MPOL_DEFAULT] = {
396                 .rebind = mpol_rebind_default,
397         },
398         [MPOL_INTERLEAVE] = {
399                 .create = mpol_new_nodemask,
400                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
401         },
402         [MPOL_PREFERRED] = {
403                 .create = mpol_new_preferred,
404                 .rebind = mpol_rebind_preferred,
405         },
406         [MPOL_BIND] = {
407                 .create = mpol_new_nodemask,
408                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
409         },
410         [MPOL_LOCAL] = {
411                 .rebind = mpol_rebind_default,
412         },
413         [MPOL_PREFERRED_MANY] = {
414                 .create = mpol_new_nodemask,
415                 .rebind = mpol_rebind_preferred,
416         },
417 };
418
419 static int migrate_folio_add(struct folio *folio, struct list_head *foliolist,
420                                 unsigned long flags);
421
422 struct queue_pages {
423         struct list_head *pagelist;
424         unsigned long flags;
425         nodemask_t *nmask;
426         unsigned long start;
427         unsigned long end;
428         struct vm_area_struct *first;
429         bool has_unmovable;
430 };
431
432 /*
433  * Check if the folio's nid is in qp->nmask.
434  *
435  * If MPOL_MF_INVERT is set in qp->flags, check if the nid is
436  * in the invert of qp->nmask.
437  */
438 static inline bool queue_folio_required(struct folio *folio,
439                                         struct queue_pages *qp)
440 {
441         int nid = folio_nid(folio);
442         unsigned long flags = qp->flags;
443
444         return node_isset(nid, *qp->nmask) == !(flags & MPOL_MF_INVERT);
445 }
446
447 /*
448  * queue_folios_pmd() has three possible return values:
449  * 0 - folios are placed on the right node or queued successfully, or
450  *     special page is met, i.e. zero page, or unmovable page is found
451  *     but continue walking (indicated by queue_pages.has_unmovable).
452  * -EIO - is migration entry or only MPOL_MF_STRICT was specified and an
453  *        existing folio was already on a node that does not follow the
454  *        policy.
455  */
456 static int queue_folios_pmd(pmd_t *pmd, spinlock_t *ptl, unsigned long addr,
457                                 unsigned long end, struct mm_walk *walk)
458         __releases(ptl)
459 {
460         int ret = 0;
461         struct folio *folio;
462         struct queue_pages *qp = walk->private;
463         unsigned long flags;
464
465         if (unlikely(is_pmd_migration_entry(*pmd))) {
466                 ret = -EIO;
467                 goto unlock;
468         }
469         folio = pfn_folio(pmd_pfn(*pmd));
470         if (is_huge_zero_page(&folio->page)) {
471                 walk->action = ACTION_CONTINUE;
472                 goto unlock;
473         }
474         if (!queue_folio_required(folio, qp))
475                 goto unlock;
476
477         flags = qp->flags;
478         /* go to folio migration */
479         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
480                 if (!vma_migratable(walk->vma) ||
481                     migrate_folio_add(folio, qp->pagelist, flags)) {
482                         qp->has_unmovable = true;
483                         goto unlock;
484                 }
485         } else
486                 ret = -EIO;
487 unlock:
488         spin_unlock(ptl);
489         return ret;
490 }
491
492 /*
493  * Scan through pages checking if pages follow certain conditions,
494  * and move them to the pagelist if they do.
495  *
496  * queue_folios_pte_range() has three possible return values:
497  * 0 - folios are placed on the right node or queued successfully, or
498  *     special page is met, i.e. zero page, or unmovable page is found
499  *     but continue walking (indicated by queue_pages.has_unmovable).
500  * -EIO - only MPOL_MF_STRICT was specified and an existing folio was already
501  *        on a node that does not follow the policy.
502  */
503 static int queue_folios_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
504                         unsigned long end, struct mm_walk *walk)
505 {
506         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
507         struct folio *folio;
508         struct queue_pages *qp = walk->private;
509         unsigned long flags = qp->flags;
510         pte_t *pte, *mapped_pte;
511         pte_t ptent;
512         spinlock_t *ptl;
513
514         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
515         if (ptl)
516                 return queue_folios_pmd(pmd, ptl, addr, end, walk);
517
518         mapped_pte = pte = pte_offset_map_lock(walk->mm, pmd, addr, &ptl);
519         if (!pte) {
520                 walk->action = ACTION_AGAIN;
521                 return 0;
522         }
523         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE) {
524                 ptent = ptep_get(pte);
525                 if (!pte_present(ptent))
526                         continue;
527                 folio = vm_normal_folio(vma, addr, ptent);
528                 if (!folio || folio_is_zone_device(folio))
529                         continue;
530                 /*
531                  * vm_normal_folio() filters out zero pages, but there might
532                  * still be reserved folios to skip, perhaps in a VDSO.
533                  */
534                 if (folio_test_reserved(folio))
535                         continue;
536                 if (!queue_folio_required(folio, qp))
537                         continue;
538                 if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
539                         /*
540                          * MPOL_MF_STRICT must be specified if we get here.
541                          * Continue walking vmas due to MPOL_MF_MOVE* flags.
542                          */
543                         if (!vma_migratable(vma))
544                                 qp->has_unmovable = true;
545
546                         /*
547                          * Do not abort immediately since there may be
548                          * temporary off LRU pages in the range.  Still
549                          * need migrate other LRU pages.
550                          */
551                         if (migrate_folio_add(folio, qp->pagelist, flags))
552                                 qp->has_unmovable = true;
553                 } else
554                         break;
555         }
556         pte_unmap_unlock(mapped_pte, ptl);
557         cond_resched();
558
559         return addr != end ? -EIO : 0;
560 }
561
562 static int queue_folios_hugetlb(pte_t *pte, unsigned long hmask,
563                                unsigned long addr, unsigned long end,
564                                struct mm_walk *walk)
565 {
566         int ret = 0;
567 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
568         struct queue_pages *qp = walk->private;
569         unsigned long flags = (qp->flags & MPOL_MF_VALID);
570         struct folio *folio;
571         spinlock_t *ptl;
572         pte_t entry;
573
574         ptl = huge_pte_lock(hstate_vma(walk->vma), walk->mm, pte);
575         entry = huge_ptep_get(pte);
576         if (!pte_present(entry))
577                 goto unlock;
578         folio = pfn_folio(pte_pfn(entry));
579         if (!queue_folio_required(folio, qp))
580                 goto unlock;
581
582         if (flags == MPOL_MF_STRICT) {
583                 /*
584                  * STRICT alone means only detecting misplaced folio and no
585                  * need to further check other vma.
586                  */
587                 ret = -EIO;
588                 goto unlock;
589         }
590
591         if (!vma_migratable(walk->vma)) {
592                 /*
593                  * Must be STRICT with MOVE*, otherwise .test_walk() have
594                  * stopped walking current vma.
595                  * Detecting misplaced folio but allow migrating folios which
596                  * have been queued.
597                  */
598                 qp->has_unmovable = true;
599                 goto unlock;
600         }
601
602         /*
603          * With MPOL_MF_MOVE, we try to migrate only unshared folios. If it
604          * is shared it is likely not worth migrating.
605          *
606          * To check if the folio is shared, ideally we want to make sure
607          * every page is mapped to the same process. Doing that is very
608          * expensive, so check the estimated mapcount of the folio instead.
609          */
610         if (flags & (MPOL_MF_MOVE_ALL) ||
611             (flags & MPOL_MF_MOVE && folio_estimated_sharers(folio) == 1 &&
612              !hugetlb_pmd_shared(pte))) {
613                 if (!isolate_hugetlb(folio, qp->pagelist) &&
614                         (flags & MPOL_MF_STRICT))
615                         /*
616                          * Failed to isolate folio but allow migrating pages
617                          * which have been queued.
618                          */
619                         qp->has_unmovable = true;
620         }
621 unlock:
622         spin_unlock(ptl);
623 #else
624         BUG();
625 #endif
626         return ret;
627 }
628
629 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
630 /*
631  * This is used to mark a range of virtual addresses to be inaccessible.
632  * These are later cleared by a NUMA hinting fault. Depending on these
633  * faults, pages may be migrated for better NUMA placement.
634  *
635  * This is assuming that NUMA faults are handled using PROT_NONE. If
636  * an architecture makes a different choice, it will need further
637  * changes to the core.
638  */
639 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
640                         unsigned long addr, unsigned long end)
641 {
642         struct mmu_gather tlb;
643         long nr_updated;
644
645         tlb_gather_mmu(&tlb, vma->vm_mm);
646
647         nr_updated = change_protection(&tlb, vma, addr, end, MM_CP_PROT_NUMA);
648         if (nr_updated > 0)
649                 count_vm_numa_events(NUMA_PTE_UPDATES, nr_updated);
650
651         tlb_finish_mmu(&tlb);
652
653         return nr_updated;
654 }
655 #else
656 static unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
657                         unsigned long addr, unsigned long end)
658 {
659         return 0;
660 }
661 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
662
663 static int queue_pages_test_walk(unsigned long start, unsigned long end,
664                                 struct mm_walk *walk)
665 {
666         struct vm_area_struct *next, *vma = walk->vma;
667         struct queue_pages *qp = walk->private;
668         unsigned long endvma = vma->vm_end;
669         unsigned long flags = qp->flags;
670
671         /* range check first */
672         VM_BUG_ON_VMA(!range_in_vma(vma, start, end), vma);
673
674         if (!qp->first) {
675                 qp->first = vma;
676                 if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK) &&
677                         (qp->start < vma->vm_start))
678                         /* hole at head side of range */
679                         return -EFAULT;
680         }
681         next = find_vma(vma->vm_mm, vma->vm_end);
682         if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK) &&
683                 ((vma->vm_end < qp->end) &&
684                 (!next || vma->vm_end < next->vm_start)))
685                 /* hole at middle or tail of range */
686                 return -EFAULT;
687
688         /*
689          * Need check MPOL_MF_STRICT to return -EIO if possible
690          * regardless of vma_migratable
691          */
692         if (!vma_migratable(vma) &&
693             !(flags & MPOL_MF_STRICT))
694                 return 1;
695
696         if (endvma > end)
697                 endvma = end;
698
699         if (flags & MPOL_MF_LAZY) {
700                 /* Similar to task_numa_work, skip inaccessible VMAs */
701                 if (!is_vm_hugetlb_page(vma) && vma_is_accessible(vma) &&
702                         !(vma->vm_flags & VM_MIXEDMAP))
703                         change_prot_numa(vma, start, endvma);
704                 return 1;
705         }
706
707         /* queue pages from current vma */
708         if (flags & MPOL_MF_VALID)
709                 return 0;
710         return 1;
711 }
712
713 static const struct mm_walk_ops queue_pages_walk_ops = {
714         .hugetlb_entry          = queue_folios_hugetlb,
715         .pmd_entry              = queue_folios_pte_range,
716         .test_walk              = queue_pages_test_walk,
717         .walk_lock              = PGWALK_RDLOCK,
718 };
719
720 static const struct mm_walk_ops queue_pages_lock_vma_walk_ops = {
721         .hugetlb_entry          = queue_folios_hugetlb,
722         .pmd_entry              = queue_folios_pte_range,
723         .test_walk              = queue_pages_test_walk,
724         .walk_lock              = PGWALK_WRLOCK,
725 };
726
727 /*
728  * Walk through page tables and collect pages to be migrated.
729  *
730  * If pages found in a given range are on a set of nodes (determined by
731  * @nodes and @flags,) it's isolated and queued to the pagelist which is
732  * passed via @private.
733  *
734  * queue_pages_range() has three possible return values:
735  * 1 - there is unmovable page, but MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
736  *     specified.
737  * 0 - queue pages successfully or no misplaced page.
738  * errno - i.e. misplaced pages with MPOL_MF_STRICT specified (-EIO) or
739  *         memory range specified by nodemask and maxnode points outside
740  *         your accessible address space (-EFAULT)
741  */
742 static int
743 queue_pages_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start, unsigned long end,
744                 nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
745                 struct list_head *pagelist, bool lock_vma)
746 {
747         int err;
748         struct queue_pages qp = {
749                 .pagelist = pagelist,
750                 .flags = flags,
751                 .nmask = nodes,
752                 .start = start,
753                 .end = end,
754                 .first = NULL,
755                 .has_unmovable = false,
756         };
757         const struct mm_walk_ops *ops = lock_vma ?
758                         &queue_pages_lock_vma_walk_ops : &queue_pages_walk_ops;
759
760         err = walk_page_range(mm, start, end, ops, &qp);
761
762         if (qp.has_unmovable)
763                 err = 1;
764         if (!qp.first)
765                 /* whole range in hole */
766                 err = -EFAULT;
767
768         return err;
769 }
770
771 /*
772  * Apply policy to a single VMA
773  * This must be called with the mmap_lock held for writing.
774  */
775 static int vma_replace_policy(struct vm_area_struct *vma,
776                                                 struct mempolicy *pol)
777 {
778         int err;
779         struct mempolicy *old;
780         struct mempolicy *new;
781
782         vma_assert_write_locked(vma);
783
784         pr_debug("vma %lx-%lx/%lx vm_ops %p vm_file %p set_policy %p\n",
785                  vma->vm_start, vma->vm_end, vma->vm_pgoff,
786                  vma->vm_ops, vma->vm_file,
787                  vma->vm_ops ? vma->vm_ops->set_policy : NULL);
788
789         new = mpol_dup(pol);
790         if (IS_ERR(new))
791                 return PTR_ERR(new);
792
793         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->set_policy) {
794                 err = vma->vm_ops->set_policy(vma, new);
795                 if (err)
796                         goto err_out;
797         }
798
799         old = vma->vm_policy;
800         vma->vm_policy = new; /* protected by mmap_lock */
801         mpol_put(old);
802
803         return 0;
804  err_out:
805         mpol_put(new);
806         return err;
807 }
808
809 /* Split or merge the VMA (if required) and apply the new policy */
810 static int mbind_range(struct vma_iterator *vmi, struct vm_area_struct *vma,
811                 struct vm_area_struct **prev, unsigned long start,
812                 unsigned long end, struct mempolicy *new_pol)
813 {
814         struct vm_area_struct *merged;
815         unsigned long vmstart, vmend;
816         pgoff_t pgoff;
817         int err;
818
819         vmend = min(end, vma->vm_end);
820         if (start > vma->vm_start) {
821                 *prev = vma;
822                 vmstart = start;
823         } else {
824                 vmstart = vma->vm_start;
825         }
826
827         if (mpol_equal(vma_policy(vma), new_pol)) {
828                 *prev = vma;
829                 return 0;
830         }
831
832         pgoff = vma->vm_pgoff + ((vmstart - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
833         merged = vma_merge(vmi, vma->vm_mm, *prev, vmstart, vmend, vma->vm_flags,
834                          vma->anon_vma, vma->vm_file, pgoff, new_pol,
835                          vma->vm_userfaultfd_ctx, anon_vma_name(vma));
836         if (merged) {
837                 *prev = merged;
838                 return vma_replace_policy(merged, new_pol);
839         }
840
841         if (vma->vm_start != vmstart) {
842                 err = split_vma(vmi, vma, vmstart, 1);
843                 if (err)
844                         return err;
845         }
846
847         if (vma->vm_end != vmend) {
848                 err = split_vma(vmi, vma, vmend, 0);
849                 if (err)
850                         return err;
851         }
852
853         *prev = vma;
854         return vma_replace_policy(vma, new_pol);
855 }
856
857 /* Set the process memory policy */
858 static long do_set_mempolicy(unsigned short mode, unsigned short flags,
859                              nodemask_t *nodes)
860 {
861         struct mempolicy *new, *old;
862         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
863         int ret;
864
865         if (!scratch)
866                 return -ENOMEM;
867
868         new = mpol_new(mode, flags, nodes);
869         if (IS_ERR(new)) {
870                 ret = PTR_ERR(new);
871                 goto out;
872         }
873
874         task_lock(current);
875         ret = mpol_set_nodemask(new, nodes, scratch);
876         if (ret) {
877                 task_unlock(current);
878                 mpol_put(new);
879                 goto out;
880         }
881
882         old = current->mempolicy;
883         current->mempolicy = new;
884         if (new && new->mode == MPOL_INTERLEAVE)
885                 current->il_prev = MAX_NUMNODES-1;
886         task_unlock(current);
887         mpol_put(old);
888         ret = 0;
889 out:
890         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
891         return ret;
892 }
893
894 /*
895  * Return nodemask for policy for get_mempolicy() query
896  *
897  * Called with task's alloc_lock held
898  */
899 static void get_policy_nodemask(struct mempolicy *p, nodemask_t *nodes)
900 {
901         nodes_clear(*nodes);
902         if (p == &default_policy)
903                 return;
904
905         switch (p->mode) {
906         case MPOL_BIND:
907         case MPOL_INTERLEAVE:
908         case MPOL_PREFERRED:
909         case MPOL_PREFERRED_MANY:
910                 *nodes = p->nodes;
911                 break;
912         case MPOL_LOCAL:
913                 /* return empty node mask for local allocation */
914                 break;
915         default:
916                 BUG();
917         }
918 }
919
920 static int lookup_node(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
921 {
922         struct page *p = NULL;
923         int ret;
924
925         ret = get_user_pages_fast(addr & PAGE_MASK, 1, 0, &p);
926         if (ret > 0) {
927                 ret = page_to_nid(p);
928                 put_page(p);
929         }
930         return ret;
931 }
932
933 /* Retrieve NUMA policy */
934 static long do_get_mempolicy(int *policy, nodemask_t *nmask,
935                              unsigned long addr, unsigned long flags)
936 {
937         int err;
938         struct mm_struct *mm = current->mm;
939         struct vm_area_struct *vma = NULL;
940         struct mempolicy *pol = current->mempolicy, *pol_refcount = NULL;
941
942         if (flags &
943                 ~(unsigned long)(MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR|MPOL_F_MEMS_ALLOWED))
944                 return -EINVAL;
945
946         if (flags & MPOL_F_MEMS_ALLOWED) {
947                 if (flags & (MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR))
948                         return -EINVAL;
949                 *policy = 0;    /* just so it's initialized */
950                 task_lock(current);
951                 *nmask  = cpuset_current_mems_allowed;
952                 task_unlock(current);
953                 return 0;
954         }
955
956         if (flags & MPOL_F_ADDR) {
957                 /*
958                  * Do NOT fall back to task policy if the
959                  * vma/shared policy at addr is NULL.  We
960                  * want to return MPOL_DEFAULT in this case.
961                  */
962                 mmap_read_lock(mm);
963                 vma = vma_lookup(mm, addr);
964                 if (!vma) {
965                         mmap_read_unlock(mm);
966                         return -EFAULT;
967                 }
968                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy)
969                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
970                 else
971                         pol = vma->vm_policy;
972         } else if (addr)
973                 return -EINVAL;
974
975         if (!pol)
976                 pol = &default_policy;  /* indicates default behavior */
977
978         if (flags & MPOL_F_NODE) {
979                 if (flags & MPOL_F_ADDR) {
980                         /*
981                          * Take a refcount on the mpol, because we are about to
982                          * drop the mmap_lock, after which only "pol" remains
983                          * valid, "vma" is stale.
984                          */
985                         pol_refcount = pol;
986                         vma = NULL;
987                         mpol_get(pol);
988                         mmap_read_unlock(mm);
989                         err = lookup_node(mm, addr);
990                         if (err < 0)
991                                 goto out;
992                         *policy = err;
993                 } else if (pol == current->mempolicy &&
994                                 pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
995                         *policy = next_node_in(current->il_prev, pol->nodes);
996                 } else {
997                         err = -EINVAL;
998                         goto out;
999                 }
1000         } else {
1001                 *policy = pol == &default_policy ? MPOL_DEFAULT :
1002                                                 pol->mode;
1003                 /*
1004                  * Internal mempolicy flags must be masked off before exposing
1005                  * the policy to userspace.
1006                  */
1007                 *policy |= (pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS);
1008         }
1009
1010         err = 0;
1011         if (nmask) {
1012                 if (mpol_store_user_nodemask(pol)) {
1013                         *nmask = pol->w.user_nodemask;
1014                 } else {
1015                         task_lock(current);
1016                         get_policy_nodemask(pol, nmask);
1017                         task_unlock(current);
1018                 }
1019         }
1020
1021  out:
1022         mpol_cond_put(pol);
1023         if (vma)
1024                 mmap_read_unlock(mm);
1025         if (pol_refcount)
1026                 mpol_put(pol_refcount);
1027         return err;
1028 }
1029
1030 #ifdef CONFIG_MIGRATION
1031 static int migrate_folio_add(struct folio *folio, struct list_head *foliolist,
1032                                 unsigned long flags)
1033 {
1034         /*
1035          * We try to migrate only unshared folios. If it is shared it
1036          * is likely not worth migrating.
1037          *
1038          * To check if the folio is shared, ideally we want to make sure
1039          * every page is mapped to the same process. Doing that is very
1040          * expensive, so check the estimated mapcount of the folio instead.
1041          */
1042         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) || folio_estimated_sharers(folio) == 1) {
1043                 if (folio_isolate_lru(folio)) {
1044                         list_add_tail(&folio->lru, foliolist);
1045                         node_stat_mod_folio(folio,
1046                                 NR_ISOLATED_ANON + folio_is_file_lru(folio),
1047                                 folio_nr_pages(folio));
1048                 } else if (flags & MPOL_MF_STRICT) {
1049                         /*
1050                          * Non-movable folio may reach here.  And, there may be
1051                          * temporary off LRU folios or non-LRU movable folios.
1052                          * Treat them as unmovable folios since they can't be
1053                          * isolated, so they can't be moved at the moment.  It
1054                          * should return -EIO for this case too.
1055                          */
1056                         return -EIO;
1057                 }
1058         }
1059
1060         return 0;
1061 }
1062
1063 /*
1064  * Migrate pages from one node to a target node.
1065  * Returns error or the number of pages not migrated.
1066  */
1067 static int migrate_to_node(struct mm_struct *mm, int source, int dest,
1068                            int flags)
1069 {
1070         nodemask_t nmask;
1071         struct vm_area_struct *vma;
1072         LIST_HEAD(pagelist);
1073         int err = 0;
1074         struct migration_target_control mtc = {
1075                 .nid = dest,
1076                 .gfp_mask = GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_THISNODE,
1077         };
1078
1079         nodes_clear(nmask);
1080         node_set(source, nmask);
1081
1082         /*
1083          * This does not "check" the range but isolates all pages that
1084          * need migration.  Between passing in the full user address
1085          * space range and MPOL_MF_DISCONTIG_OK, this call can not fail.
1086          */
1087         vma = find_vma(mm, 0);
1088         VM_BUG_ON(!(flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)));
1089         queue_pages_range(mm, vma->vm_start, mm->task_size, &nmask,
1090                         flags | MPOL_MF_DISCONTIG_OK, &pagelist, false);
1091
1092         if (!list_empty(&pagelist)) {
1093                 err = migrate_pages(&pagelist, alloc_migration_target, NULL,
1094                                 (unsigned long)&mtc, MIGRATE_SYNC, MR_SYSCALL, NULL);
1095                 if (err)
1096                         putback_movable_pages(&pagelist);
1097         }
1098
1099         return err;
1100 }
1101
1102 /*
1103  * Move pages between the two nodesets so as to preserve the physical
1104  * layout as much as possible.
1105  *
1106  * Returns the number of page that could not be moved.
1107  */
1108 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1109                      const nodemask_t *to, int flags)
1110 {
1111         int busy = 0;
1112         int err = 0;
1113         nodemask_t tmp;
1114
1115         lru_cache_disable();
1116
1117         mmap_read_lock(mm);
1118
1119         /*
1120          * Find a 'source' bit set in 'tmp' whose corresponding 'dest'
1121          * bit in 'to' is not also set in 'tmp'.  Clear the found 'source'
1122          * bit in 'tmp', and return that <source, dest> pair for migration.
1123          * The pair of nodemasks 'to' and 'from' define the map.
1124          *
1125          * If no pair of bits is found that way, fallback to picking some
1126          * pair of 'source' and 'dest' bits that are not the same.  If the
1127          * 'source' and 'dest' bits are the same, this represents a node
1128          * that will be migrating to itself, so no pages need move.
1129          *
1130          * If no bits are left in 'tmp', or if all remaining bits left
1131          * in 'tmp' correspond to the same bit in 'to', return false
1132          * (nothing left to migrate).
1133          *
1134          * This lets us pick a pair of nodes to migrate between, such that
1135          * if possible the dest node is not already occupied by some other
1136          * source node, minimizing the risk of overloading the memory on a
1137          * node that would happen if we migrated incoming memory to a node
1138          * before migrating outgoing memory source that same node.
1139          *
1140          * A single scan of tmp is sufficient.  As we go, we remember the
1141          * most recent <s, d> pair that moved (s != d).  If we find a pair
1142          * that not only moved, but what's better, moved to an empty slot
1143          * (d is not set in tmp), then we break out then, with that pair.
1144          * Otherwise when we finish scanning from_tmp, we at least have the
1145          * most recent <s, d> pair that moved.  If we get all the way through
1146          * the scan of tmp without finding any node that moved, much less
1147          * moved to an empty node, then there is nothing left worth migrating.
1148          */
1149
1150         tmp = *from;
1151         while (!nodes_empty(tmp)) {
1152                 int s, d;
1153                 int source = NUMA_NO_NODE;
1154                 int dest = 0;
1155
1156                 for_each_node_mask(s, tmp) {
1157
1158                         /*
1159                          * do_migrate_pages() tries to maintain the relative
1160                          * node relationship of the pages established between
1161                          * threads and memory areas.
1162                          *
1163                          * However if the number of source nodes is not equal to
1164                          * the number of destination nodes we can not preserve
1165                          * this node relative relationship.  In that case, skip
1166                          * copying memory from a node that is in the destination
1167                          * mask.
1168                          *
1169                          * Example: [2,3,4] -> [3,4,5] moves everything.
1170                          *          [0-7] - > [3,4,5] moves only 0,1,2,6,7.
1171                          */
1172
1173                         if ((nodes_weight(*from) != nodes_weight(*to)) &&
1174                                                 (node_isset(s, *to)))
1175                                 continue;
1176
1177                         d = node_remap(s, *from, *to);
1178                         if (s == d)
1179                                 continue;
1180
1181                         source = s;     /* Node moved. Memorize */
1182                         dest = d;
1183
1184                         /* dest not in remaining from nodes? */
1185                         if (!node_isset(dest, tmp))
1186                                 break;
1187                 }
1188                 if (source == NUMA_NO_NODE)
1189                         break;
1190
1191                 node_clear(source, tmp);
1192                 err = migrate_to_node(mm, source, dest, flags);
1193                 if (err > 0)
1194                         busy += err;
1195                 if (err < 0)
1196                         break;
1197         }
1198         mmap_read_unlock(mm);
1199
1200         lru_cache_enable();
1201         if (err < 0)
1202                 return err;
1203         return busy;
1204
1205 }
1206
1207 /*
1208  * Allocate a new page for page migration based on vma policy.
1209  * Start by assuming the page is mapped by the same vma as contains @start.
1210  * Search forward from there, if not.  N.B., this assumes that the
1211  * list of pages handed to migrate_pages()--which is how we get here--
1212  * is in virtual address order.
1213  */
1214 static struct folio *new_folio(struct folio *src, unsigned long start)
1215 {
1216         struct vm_area_struct *vma;
1217         unsigned long address;
1218         VMA_ITERATOR(vmi, current->mm, start);
1219         gfp_t gfp = GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_RETRY_MAYFAIL;
1220
1221         for_each_vma(vmi, vma) {
1222                 address = page_address_in_vma(&src->page, vma);
1223                 if (address != -EFAULT)
1224                         break;
1225         }
1226
1227         if (folio_test_hugetlb(src)) {
1228                 return alloc_hugetlb_folio_vma(folio_hstate(src),
1229                                 vma, address);
1230         }
1231
1232         if (folio_test_large(src))
1233                 gfp = GFP_TRANSHUGE;
1234
1235         /*
1236          * if !vma, vma_alloc_folio() will use task or system default policy
1237          */
1238         return vma_alloc_folio(gfp, folio_order(src), vma, address,
1239                         folio_test_large(src));
1240 }
1241 #else
1242
1243 static int migrate_folio_add(struct folio *folio, struct list_head *foliolist,
1244                                 unsigned long flags)
1245 {
1246         return -EIO;
1247 }
1248
1249 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1250                      const nodemask_t *to, int flags)
1251 {
1252         return -ENOSYS;
1253 }
1254
1255 static struct folio *new_folio(struct folio *src, unsigned long start)
1256 {
1257         return NULL;
1258 }
1259 #endif
1260
1261 static long do_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1262                      unsigned short mode, unsigned short mode_flags,
1263                      nodemask_t *nmask, unsigned long flags)
1264 {
1265         struct mm_struct *mm = current->mm;
1266         struct vm_area_struct *vma, *prev;
1267         struct vma_iterator vmi;
1268         struct mempolicy *new;
1269         unsigned long end;
1270         int err;
1271         int ret;
1272         LIST_HEAD(pagelist);
1273
1274         if (flags & ~(unsigned long)MPOL_MF_VALID)
1275                 return -EINVAL;
1276         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1277                 return -EPERM;
1278
1279         if (start & ~PAGE_MASK)
1280                 return -EINVAL;
1281
1282         if (mode == MPOL_DEFAULT)
1283                 flags &= ~MPOL_MF_STRICT;
1284
1285         len = PAGE_ALIGN(len);
1286         end = start + len;
1287
1288         if (end < start)
1289                 return -EINVAL;
1290         if (end == start)
1291                 return 0;
1292
1293         new = mpol_new(mode, mode_flags, nmask);
1294         if (IS_ERR(new))
1295                 return PTR_ERR(new);
1296
1297         if (flags & MPOL_MF_LAZY)
1298                 new->flags |= MPOL_F_MOF;
1299
1300         /*
1301          * If we are using the default policy then operation
1302          * on discontinuous address spaces is okay after all
1303          */
1304         if (!new)
1305                 flags |= MPOL_MF_DISCONTIG_OK;
1306
1307         pr_debug("mbind %lx-%lx mode:%d flags:%d nodes:%lx\n",
1308                  start, start + len, mode, mode_flags,
1309                  nmask ? nodes_addr(*nmask)[0] : NUMA_NO_NODE);
1310
1311         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
1312
1313                 lru_cache_disable();
1314         }
1315         {
1316                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1317                 if (scratch) {
1318                         mmap_write_lock(mm);
1319                         err = mpol_set_nodemask(new, nmask, scratch);
1320                         if (err)
1321                                 mmap_write_unlock(mm);
1322                 } else
1323                         err = -ENOMEM;
1324                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1325         }
1326         if (err)
1327                 goto mpol_out;
1328
1329         /*
1330          * Lock the VMAs before scanning for pages to migrate, to ensure we don't
1331          * miss a concurrently inserted page.
1332          */
1333         ret = queue_pages_range(mm, start, end, nmask,
1334                           flags | MPOL_MF_INVERT, &pagelist, true);
1335
1336         if (ret < 0) {
1337                 err = ret;
1338                 goto up_out;
1339         }
1340
1341         vma_iter_init(&vmi, mm, start);
1342         prev = vma_prev(&vmi);
1343         for_each_vma_range(vmi, vma, end) {
1344                 err = mbind_range(&vmi, vma, &prev, start, end, new);
1345                 if (err)
1346                         break;
1347         }
1348
1349         if (!err) {
1350                 int nr_failed = 0;
1351
1352                 if (!list_empty(&pagelist)) {
1353                         WARN_ON_ONCE(flags & MPOL_MF_LAZY);
1354                         nr_failed = migrate_pages(&pagelist, new_folio, NULL,
1355                                 start, MIGRATE_SYNC, MR_MEMPOLICY_MBIND, NULL);
1356                         if (nr_failed)
1357                                 putback_movable_pages(&pagelist);
1358                 }
1359
1360                 if (((ret > 0) || nr_failed) && (flags & MPOL_MF_STRICT))
1361                         err = -EIO;
1362         } else {
1363 up_out:
1364                 if (!list_empty(&pagelist))
1365                         putback_movable_pages(&pagelist);
1366         }
1367
1368         mmap_write_unlock(mm);
1369 mpol_out:
1370         mpol_put(new);
1371         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL))
1372                 lru_cache_enable();
1373         return err;
1374 }
1375
1376 /*
1377  * User space interface with variable sized bitmaps for nodelists.
1378  */
1379 static int get_bitmap(unsigned long *mask, const unsigned long __user *nmask,
1380                       unsigned long maxnode)
1381 {
1382         unsigned long nlongs = BITS_TO_LONGS(maxnode);
1383         int ret;
1384
1385         if (in_compat_syscall())
1386                 ret = compat_get_bitmap(mask,
1387                                         (const compat_ulong_t __user *)nmask,
1388                                         maxnode);
1389         else
1390                 ret = copy_from_user(mask, nmask,
1391                                      nlongs * sizeof(unsigned long));
1392
1393         if (ret)
1394                 return -EFAULT;
1395
1396         if (maxnode % BITS_PER_LONG)
1397                 mask[nlongs - 1] &= (1UL << (maxnode % BITS_PER_LONG)) - 1;
1398
1399         return 0;
1400 }
1401
1402 /* Copy a node mask from user space. */
1403 static int get_nodes(nodemask_t *nodes, const unsigned long __user *nmask,
1404                      unsigned long maxnode)
1405 {
1406         --maxnode;
1407         nodes_clear(*nodes);
1408         if (maxnode == 0 || !nmask)
1409                 return 0;
1410         if (maxnode > PAGE_SIZE*BITS_PER_BYTE)
1411                 return -EINVAL;
1412
1413         /*
1414          * When the user specified more nodes than supported just check
1415          * if the non supported part is all zero, one word at a time,
1416          * starting at the end.
1417          */
1418         while (maxnode > MAX_NUMNODES) {
1419                 unsigned long bits = min_t(unsigned long, maxnode, BITS_PER_LONG);
1420                 unsigned long t;
1421
1422                 if (get_bitmap(&t, &nmask[(maxnode - 1) / BITS_PER_LONG], bits))
1423                         return -EFAULT;
1424
1425                 if (maxnode - bits >= MAX_NUMNODES) {
1426                         maxnode -= bits;
1427                 } else {
1428                         maxnode = MAX_NUMNODES;
1429                         t &= ~((1UL << (MAX_NUMNODES % BITS_PER_LONG)) - 1);
1430                 }
1431                 if (t)
1432                         return -EINVAL;
1433         }
1434
1435         return get_bitmap(nodes_addr(*nodes), nmask, maxnode);
1436 }
1437
1438 /* Copy a kernel node mask to user space */
1439 static int copy_nodes_to_user(unsigned long __user *mask, unsigned long maxnode,
1440                               nodemask_t *nodes)
1441 {
1442         unsigned long copy = ALIGN(maxnode-1, 64) / 8;
1443         unsigned int nbytes = BITS_TO_LONGS(nr_node_ids) * sizeof(long);
1444         bool compat = in_compat_syscall();
1445
1446         if (compat)
1447                 nbytes = BITS_TO_COMPAT_LONGS(nr_node_ids) * sizeof(compat_long_t);
1448
1449         if (copy > nbytes) {
1450                 if (copy > PAGE_SIZE)
1451                         return -EINVAL;
1452                 if (clear_user((char __user *)mask + nbytes, copy - nbytes))
1453                         return -EFAULT;
1454                 copy = nbytes;
1455                 maxnode = nr_node_ids;
1456         }
1457
1458         if (compat)
1459                 return compat_put_bitmap((compat_ulong_t __user *)mask,
1460                                          nodes_addr(*nodes), maxnode);
1461
1462         return copy_to_user(mask, nodes_addr(*nodes), copy) ? -EFAULT : 0;
1463 }
1464
1465 /* Basic parameter sanity check used by both mbind() and set_mempolicy() */
1466 static inline int sanitize_mpol_flags(int *mode, unsigned short *flags)
1467 {
1468         *flags = *mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1469         *mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1470
1471         if ((unsigned int)(*mode) >=  MPOL_MAX)
1472                 return -EINVAL;
1473         if ((*flags & MPOL_F_STATIC_NODES) && (*flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1474                 return -EINVAL;
1475         if (*flags & MPOL_F_NUMA_BALANCING) {
1476                 if (*mode != MPOL_BIND)
1477                         return -EINVAL;
1478                 *flags |= (MPOL_F_MOF | MPOL_F_MORON);
1479         }
1480         return 0;
1481 }
1482
1483 static long kernel_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1484                          unsigned long mode, const unsigned long __user *nmask,
1485                          unsigned long maxnode, unsigned int flags)
1486 {
1487         unsigned short mode_flags;
1488         nodemask_t nodes;
1489         int lmode = mode;
1490         int err;
1491
1492         start = untagged_addr(start);
1493         err = sanitize_mpol_flags(&lmode, &mode_flags);
1494         if (err)
1495                 return err;
1496
1497         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1498         if (err)
1499                 return err;
1500
1501         return do_mbind(start, len, lmode, mode_flags, &nodes, flags);
1502 }
1503
1504 SYSCALL_DEFINE4(set_mempolicy_home_node, unsigned long, start, unsigned long, len,
1505                 unsigned long, home_node, unsigned long, flags)
1506 {
1507         struct mm_struct *mm = current->mm;
1508         struct vm_area_struct *vma, *prev;
1509         struct mempolicy *new, *old;
1510         unsigned long end;
1511         int err = -ENOENT;
1512         VMA_ITERATOR(vmi, mm, start);
1513
1514         start = untagged_addr(start);
1515         if (start & ~PAGE_MASK)
1516                 return -EINVAL;
1517         /*
1518          * flags is used for future extension if any.
1519          */
1520         if (flags != 0)
1521                 return -EINVAL;
1522
1523         /*
1524          * Check home_node is online to avoid accessing uninitialized
1525          * NODE_DATA.
1526          */
1527         if (home_node >= MAX_NUMNODES || !node_online(home_node))
1528                 return -EINVAL;
1529
1530         len = PAGE_ALIGN(len);
1531         end = start + len;
1532
1533         if (end < start)
1534                 return -EINVAL;
1535         if (end == start)
1536                 return 0;
1537         mmap_write_lock(mm);
1538         prev = vma_prev(&vmi);
1539         for_each_vma_range(vmi, vma, end) {
1540                 /*
1541                  * If any vma in the range got policy other than MPOL_BIND
1542                  * or MPOL_PREFERRED_MANY we return error. We don't reset
1543                  * the home node for vmas we already updated before.
1544                  */
1545                 old = vma_policy(vma);
1546                 if (!old)
1547                         continue;
1548                 if (old->mode != MPOL_BIND && old->mode != MPOL_PREFERRED_MANY) {
1549                         err = -EOPNOTSUPP;
1550                         break;
1551                 }
1552                 new = mpol_dup(old);
1553                 if (IS_ERR(new)) {
1554                         err = PTR_ERR(new);
1555                         break;
1556                 }
1557
1558                 vma_start_write(vma);
1559                 new->home_node = home_node;
1560                 err = mbind_range(&vmi, vma, &prev, start, end, new);
1561                 mpol_put(new);
1562                 if (err)
1563                         break;
1564         }
1565         mmap_write_unlock(mm);
1566         return err;
1567 }
1568
1569 SYSCALL_DEFINE6(mbind, unsigned long, start, unsigned long, len,
1570                 unsigned long, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1571                 unsigned long, maxnode, unsigned int, flags)
1572 {
1573         return kernel_mbind(start, len, mode, nmask, maxnode, flags);
1574 }
1575
1576 /* Set the process memory policy */
1577 static long kernel_set_mempolicy(int mode, const unsigned long __user *nmask,
1578                                  unsigned long maxnode)
1579 {
1580         unsigned short mode_flags;
1581         nodemask_t nodes;
1582         int lmode = mode;
1583         int err;
1584
1585         err = sanitize_mpol_flags(&lmode, &mode_flags);
1586         if (err)
1587                 return err;
1588
1589         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1590         if (err)
1591                 return err;
1592
1593         return do_set_mempolicy(lmode, mode_flags, &nodes);
1594 }
1595
1596 SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1597                 unsigned long, maxnode)
1598 {
1599         return kernel_set_mempolicy(mode, nmask, maxnode);
1600 }
1601
1602 static int kernel_migrate_pages(pid_t pid, unsigned long maxnode,
1603                                 const unsigned long __user *old_nodes,
1604                                 const unsigned long __user *new_nodes)
1605 {
1606         struct mm_struct *mm = NULL;
1607         struct task_struct *task;
1608         nodemask_t task_nodes;
1609         int err;
1610         nodemask_t *old;
1611         nodemask_t *new;
1612         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1613
1614         if (!scratch)
1615                 return -ENOMEM;
1616
1617         old = &scratch->mask1;
1618         new = &scratch->mask2;
1619
1620         err = get_nodes(old, old_nodes, maxnode);
1621         if (err)
1622                 goto out;
1623
1624         err = get_nodes(new, new_nodes, maxnode);
1625         if (err)
1626                 goto out;
1627
1628         /* Find the mm_struct */
1629         rcu_read_lock();
1630         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1631         if (!task) {
1632                 rcu_read_unlock();
1633                 err = -ESRCH;
1634                 goto out;
1635         }
1636         get_task_struct(task);
1637
1638         err = -EINVAL;
1639
1640         /*
1641          * Check if this process has the right to modify the specified process.
1642          * Use the regular "ptrace_may_access()" checks.
1643          */
1644         if (!ptrace_may_access(task, PTRACE_MODE_READ_REALCREDS)) {
1645                 rcu_read_unlock();
1646                 err = -EPERM;
1647                 goto out_put;
1648         }
1649         rcu_read_unlock();
1650
1651         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1652         /* Is the user allowed to access the target nodes? */
1653         if (!nodes_subset(*new, task_nodes) && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1654                 err = -EPERM;
1655                 goto out_put;
1656         }
1657
1658         task_nodes = cpuset_mems_allowed(current);
1659         nodes_and(*new, *new, task_nodes);
1660         if (nodes_empty(*new))
1661                 goto out_put;
1662
1663         err = security_task_movememory(task);
1664         if (err)
1665                 goto out_put;
1666
1667         mm = get_task_mm(task);
1668         put_task_struct(task);
1669
1670         if (!mm) {
1671                 err = -EINVAL;
1672                 goto out;
1673         }
1674
1675         err = do_migrate_pages(mm, old, new,
1676                 capable(CAP_SYS_NICE) ? MPOL_MF_MOVE_ALL : MPOL_MF_MOVE);
1677
1678         mmput(mm);
1679 out:
1680         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1681
1682         return err;
1683
1684 out_put:
1685         put_task_struct(task);
1686         goto out;
1687
1688 }
1689
1690 SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, pid_t, pid, unsigned long, maxnode,
1691                 const unsigned long __user *, old_nodes,
1692                 const unsigned long __user *, new_nodes)
1693 {
1694         return kernel_migrate_pages(pid, maxnode, old_nodes, new_nodes);
1695 }
1696
1697
1698 /* Retrieve NUMA policy */
1699 static int kernel_get_mempolicy(int __user *policy,
1700                                 unsigned long __user *nmask,
1701                                 unsigned long maxnode,
1702                                 unsigned long addr,
1703                                 unsigned long flags)
1704 {
1705         int err;
1706         int pval;
1707         nodemask_t nodes;
1708
1709         if (nmask != NULL && maxnode < nr_node_ids)
1710                 return -EINVAL;
1711
1712         addr = untagged_addr(addr);
1713
1714         err = do_get_mempolicy(&pval, &nodes, addr, flags);
1715
1716         if (err)
1717                 return err;
1718
1719         if (policy && put_user(pval, policy))
1720                 return -EFAULT;
1721
1722         if (nmask)
1723                 err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, &nodes);
1724
1725         return err;
1726 }
1727
1728 SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1729                 unsigned long __user *, nmask, unsigned long, maxnode,
1730                 unsigned long, addr, unsigned long, flags)
1731 {
1732         return kernel_get_mempolicy(policy, nmask, maxnode, addr, flags);
1733 }
1734
1735 bool vma_migratable(struct vm_area_struct *vma)
1736 {
1737         if (vma->vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP))
1738                 return false;
1739
1740         /*
1741          * DAX device mappings require predictable access latency, so avoid
1742          * incurring periodic faults.
1743          */
1744         if (vma_is_dax(vma))
1745                 return false;
1746
1747         if (is_vm_hugetlb_page(vma) &&
1748                 !hugepage_migration_supported(hstate_vma(vma)))
1749                 return false;
1750
1751         /*
1752          * Migration allocates pages in the highest zone. If we cannot
1753          * do so then migration (at least from node to node) is not
1754          * possible.
1755          */
1756         if (vma->vm_file &&
1757                 gfp_zone(mapping_gfp_mask(vma->vm_file->f_mapping))
1758                         < policy_zone)
1759                 return false;
1760         return true;
1761 }
1762
1763 struct mempolicy *__get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1764                                                 unsigned long addr)
1765 {
1766         struct mempolicy *pol = NULL;
1767
1768         if (vma) {
1769                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1770                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
1771                 } else if (vma->vm_policy) {
1772                         pol = vma->vm_policy;
1773
1774                         /*
1775                          * shmem_alloc_page() passes MPOL_F_SHARED policy with
1776                          * a pseudo vma whose vma->vm_ops=NULL. Take a reference
1777                          * count on these policies which will be dropped by
1778                          * mpol_cond_put() later
1779                          */
1780                         if (mpol_needs_cond_ref(pol))
1781                                 mpol_get(pol);
1782                 }
1783         }
1784
1785         return pol;
1786 }
1787
1788 /*
1789  * get_vma_policy(@vma, @addr)
1790  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
1791  * @addr: address in @vma for shared policy lookup
1792  *
1793  * Returns effective policy for a VMA at specified address.
1794  * Falls back to current->mempolicy or system default policy, as necessary.
1795  * Shared policies [those marked as MPOL_F_SHARED] require an extra reference
1796  * count--added by the get_policy() vm_op, as appropriate--to protect against
1797  * freeing by another task.  It is the caller's responsibility to free the
1798  * extra reference for shared policies.
1799  */
1800 static struct mempolicy *get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1801                                                 unsigned long addr)
1802 {
1803         struct mempolicy *pol = __get_vma_policy(vma, addr);
1804
1805         if (!pol)
1806                 pol = get_task_policy(current);
1807
1808         return pol;
1809 }
1810
1811 bool vma_policy_mof(struct vm_area_struct *vma)
1812 {
1813         struct mempolicy *pol;
1814
1815         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1816                 bool ret = false;
1817
1818                 pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, vma->vm_start);
1819                 if (pol && (pol->flags & MPOL_F_MOF))
1820                         ret = true;
1821                 mpol_cond_put(pol);
1822
1823                 return ret;
1824         }
1825
1826         pol = vma->vm_policy;
1827         if (!pol)
1828                 pol = get_task_policy(current);
1829
1830         return pol->flags & MPOL_F_MOF;
1831 }
1832
1833 bool apply_policy_zone(struct mempolicy *policy, enum zone_type zone)
1834 {
1835         enum zone_type dynamic_policy_zone = policy_zone;
1836
1837         BUG_ON(dynamic_policy_zone == ZONE_MOVABLE);
1838
1839         /*
1840          * if policy->nodes has movable memory only,
1841          * we apply policy when gfp_zone(gfp) = ZONE_MOVABLE only.
1842          *
1843          * policy->nodes is intersect with node_states[N_MEMORY].
1844          * so if the following test fails, it implies
1845          * policy->nodes has movable memory only.
1846          */
1847         if (!nodes_intersects(policy->nodes, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
1848                 dynamic_policy_zone = ZONE_MOVABLE;
1849
1850         return zone >= dynamic_policy_zone;
1851 }
1852
1853 /*
1854  * Return a nodemask representing a mempolicy for filtering nodes for
1855  * page allocation
1856  */
1857 nodemask_t *policy_nodemask(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1858 {
1859         int mode = policy->mode;
1860
1861         /* Lower zones don't get a nodemask applied for MPOL_BIND */
1862         if (unlikely(mode == MPOL_BIND) &&
1863                 apply_policy_zone(policy, gfp_zone(gfp)) &&
1864                 cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(&policy->nodes))
1865                 return &policy->nodes;
1866
1867         if (mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
1868                 return &policy->nodes;
1869
1870         return NULL;
1871 }
1872
1873 /*
1874  * Return the  preferred node id for 'prefer' mempolicy, and return
1875  * the given id for all other policies.
1876  *
1877  * policy_node() is always coupled with policy_nodemask(), which
1878  * secures the nodemask limit for 'bind' and 'prefer-many' policy.
1879  */
1880 static int policy_node(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy, int nd)
1881 {
1882         if (policy->mode == MPOL_PREFERRED) {
1883                 nd = first_node(policy->nodes);
1884         } else {
1885                 /*
1886                  * __GFP_THISNODE shouldn't even be used with the bind policy
1887                  * because we might easily break the expectation to stay on the
1888                  * requested node and not break the policy.
1889                  */
1890                 WARN_ON_ONCE(policy->mode == MPOL_BIND && (gfp & __GFP_THISNODE));
1891         }
1892
1893         if ((policy->mode == MPOL_BIND ||
1894              policy->mode == MPOL_PREFERRED_MANY) &&
1895             policy->home_node != NUMA_NO_NODE)
1896                 return policy->home_node;
1897
1898         return nd;
1899 }
1900
1901 /* Do dynamic interleaving for a process */
1902 static unsigned interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
1903 {
1904         unsigned next;
1905         struct task_struct *me = current;
1906
1907         next = next_node_in(me->il_prev, policy->nodes);
1908         if (next < MAX_NUMNODES)
1909                 me->il_prev = next;
1910         return next;
1911 }
1912
1913 /*
1914  * Depending on the memory policy provide a node from which to allocate the
1915  * next slab entry.
1916  */
1917 unsigned int mempolicy_slab_node(void)
1918 {
1919         struct mempolicy *policy;
1920         int node = numa_mem_id();
1921
1922         if (!in_task())
1923                 return node;
1924
1925         policy = current->mempolicy;
1926         if (!policy)
1927                 return node;
1928
1929         switch (policy->mode) {
1930         case MPOL_PREFERRED:
1931                 return first_node(policy->nodes);
1932
1933         case MPOL_INTERLEAVE:
1934                 return interleave_nodes(policy);
1935
1936         case MPOL_BIND:
1937         case MPOL_PREFERRED_MANY:
1938         {
1939                 struct zoneref *z;
1940
1941                 /*
1942                  * Follow bind policy behavior and start allocation at the
1943                  * first node.
1944                  */
1945                 struct zonelist *zonelist;
1946                 enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(GFP_KERNEL);
1947                 zonelist = &NODE_DATA(node)->node_zonelists[ZONELIST_FALLBACK];
1948                 z = first_zones_zonelist(zonelist, highest_zoneidx,
1949                                                         &policy->nodes);
1950                 return z->zone ? zone_to_nid(z->zone) : node;
1951         }
1952         case MPOL_LOCAL:
1953                 return node;
1954
1955         default:
1956                 BUG();
1957         }
1958 }
1959
1960 /*
1961  * Do static interleaving for a VMA with known offset @n.  Returns the n'th
1962  * node in pol->nodes (starting from n=0), wrapping around if n exceeds the
1963  * number of present nodes.
1964  */
1965 static unsigned offset_il_node(struct mempolicy *pol, unsigned long n)
1966 {
1967         nodemask_t nodemask = pol->nodes;
1968         unsigned int target, nnodes;
1969         int i;
1970         int nid;
1971         /*
1972          * The barrier will stabilize the nodemask in a register or on
1973          * the stack so that it will stop changing under the code.
1974          *
1975          * Between first_node() and next_node(), pol->nodes could be changed
1976          * by other threads. So we put pol->nodes in a local stack.
1977          */
1978         barrier();
1979
1980         nnodes = nodes_weight(nodemask);
1981         if (!nnodes)
1982                 return numa_node_id();
1983         target = (unsigned int)n % nnodes;
1984         nid = first_node(nodemask);
1985         for (i = 0; i < target; i++)
1986                 nid = next_node(nid, nodemask);
1987         return nid;
1988 }
1989
1990 /* Determine a node number for interleave */
1991 static inline unsigned interleave_nid(struct mempolicy *pol,
1992                  struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, int shift)
1993 {
1994         if (vma) {
1995                 unsigned long off;
1996
1997                 /*
1998                  * for small pages, there is no difference between
1999                  * shift and PAGE_SHIFT, so the bit-shift is safe.
2000                  * for huge pages, since vm_pgoff is in units of small
2001                  * pages, we need to shift off the always 0 bits to get
2002                  * a useful offset.
2003                  */
2004                 BUG_ON(shift < PAGE_SHIFT);
2005                 off = vma->vm_pgoff >> (shift - PAGE_SHIFT);
2006                 off += (addr - vma->vm_start) >> shift;
2007                 return offset_il_node(pol, off);
2008         } else
2009                 return interleave_nodes(pol);
2010 }
2011
2012 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
2013 /*
2014  * huge_node(@vma, @addr, @gfp_flags, @mpol)
2015  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
2016  * @addr: address in @vma for shared policy lookup and interleave policy
2017  * @gfp_flags: for requested zone
2018  * @mpol: pointer to mempolicy pointer for reference counted mempolicy
2019  * @nodemask: pointer to nodemask pointer for 'bind' and 'prefer-many' policy
2020  *
2021  * Returns a nid suitable for a huge page allocation and a pointer
2022  * to the struct mempolicy for conditional unref after allocation.
2023  * If the effective policy is 'bind' or 'prefer-many', returns a pointer
2024  * to the mempolicy's @nodemask for filtering the zonelist.
2025  *
2026  * Must be protected by read_mems_allowed_begin()
2027  */
2028 int huge_node(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, gfp_t gfp_flags,
2029                                 struct mempolicy **mpol, nodemask_t **nodemask)
2030 {
2031         int nid;
2032         int mode;
2033
2034         *mpol = get_vma_policy(vma, addr);
2035         *nodemask = NULL;
2036         mode = (*mpol)->mode;
2037
2038         if (unlikely(mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
2039                 nid = interleave_nid(*mpol, vma, addr,
2040                                         huge_page_shift(hstate_vma(vma)));
2041         } else {
2042                 nid = policy_node(gfp_flags, *mpol, numa_node_id());
2043                 if (mode == MPOL_BIND || mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
2044                         *nodemask = &(*mpol)->nodes;
2045         }
2046         return nid;
2047 }
2048
2049 /*
2050  * init_nodemask_of_mempolicy
2051  *
2052  * If the current task's mempolicy is "default" [NULL], return 'false'
2053  * to indicate default policy.  Otherwise, extract the policy nodemask
2054  * for 'bind' or 'interleave' policy into the argument nodemask, or
2055  * initialize the argument nodemask to contain the single node for
2056  * 'preferred' or 'local' policy and return 'true' to indicate presence
2057  * of non-default mempolicy.
2058  *
2059  * We don't bother with reference counting the mempolicy [mpol_get/put]
2060  * because the current task is examining it's own mempolicy and a task's
2061  * mempolicy is only ever changed by the task itself.
2062  *
2063  * N.B., it is the caller's responsibility to free a returned nodemask.
2064  */
2065 bool init_nodemask_of_mempolicy(nodemask_t *mask)
2066 {
2067         struct mempolicy *mempolicy;
2068
2069         if (!(mask && current->mempolicy))
2070                 return false;
2071
2072         task_lock(current);
2073         mempolicy = current->mempolicy;
2074         switch (mempolicy->mode) {
2075         case MPOL_PREFERRED:
2076         case MPOL_PREFERRED_MANY:
2077         case MPOL_BIND:
2078         case MPOL_INTERLEAVE:
2079                 *mask = mempolicy->nodes;
2080                 break;
2081
2082         case MPOL_LOCAL:
2083                 init_nodemask_of_node(mask, numa_node_id());
2084                 break;
2085
2086         default:
2087                 BUG();
2088         }
2089         task_unlock(current);
2090
2091         return true;
2092 }
2093 #endif
2094
2095 /*
2096  * mempolicy_in_oom_domain
2097  *
2098  * If tsk's mempolicy is "bind", check for intersection between mask and
2099  * the policy nodemask. Otherwise, return true for all other policies
2100  * including "interleave", as a tsk with "interleave" policy may have
2101  * memory allocated from all nodes in system.
2102  *
2103  * Takes task_lock(tsk) to prevent freeing of its mempolicy.
2104  */
2105 bool mempolicy_in_oom_domain(struct task_struct *tsk,
2106                                         const nodemask_t *mask)
2107 {
2108         struct mempolicy *mempolicy;
2109         bool ret = true;
2110
2111         if (!mask)
2112                 return ret;
2113
2114         task_lock(tsk);
2115         mempolicy = tsk->mempolicy;
2116         if (mempolicy && mempolicy->mode == MPOL_BIND)
2117                 ret = nodes_intersects(mempolicy->nodes, *mask);
2118         task_unlock(tsk);
2119
2120         return ret;
2121 }
2122
2123 /* Allocate a page in interleaved policy.
2124    Own path because it needs to do special accounting. */
2125 static struct page *alloc_page_interleave(gfp_t gfp, unsigned order,
2126                                         unsigned nid)
2127 {
2128         struct page *page;
2129
2130         page = __alloc_pages(gfp, order, nid, NULL);
2131         /* skip NUMA_INTERLEAVE_HIT counter update if numa stats is disabled */
2132         if (!static_branch_likely(&vm_numa_stat_key))
2133                 return page;
2134         if (page && page_to_nid(page) == nid) {
2135                 preempt_disable();
2136                 __count_numa_event(page_zone(page), NUMA_INTERLEAVE_HIT);
2137                 preempt_enable();
2138         }
2139         return page;
2140 }
2141
2142 static struct page *alloc_pages_preferred_many(gfp_t gfp, unsigned int order,
2143                                                 int nid, struct mempolicy *pol)
2144 {
2145         struct page *page;
2146         gfp_t preferred_gfp;
2147
2148         /*
2149          * This is a two pass approach. The first pass will only try the
2150          * preferred nodes but skip the direct reclaim and allow the
2151          * allocation to fail, while the second pass will try all the
2152          * nodes in system.
2153          */
2154         preferred_gfp = gfp | __GFP_NOWARN;
2155         preferred_gfp &= ~(__GFP_DIRECT_RECLAIM | __GFP_NOFAIL);
2156         page = __alloc_pages(preferred_gfp, order, nid, &pol->nodes);
2157         if (!page)
2158                 page = __alloc_pages(gfp, order, nid, NULL);
2159
2160         return page;
2161 }
2162
2163 /**
2164  * vma_alloc_folio - Allocate a folio for a VMA.
2165  * @gfp: GFP flags.
2166  * @order: Order of the folio.
2167  * @vma: Pointer to VMA or NULL if not available.
2168  * @addr: Virtual address of the allocation.  Must be inside @vma.
2169  * @hugepage: For hugepages try only the preferred node if possible.
2170  *
2171  * Allocate a folio for a specific address in @vma, using the appropriate
2172  * NUMA policy.  When @vma is not NULL the caller must hold the mmap_lock
2173  * of the mm_struct of the VMA to prevent it from going away.  Should be
2174  * used for all allocations for folios that will be mapped into user space.
2175  *
2176  * Return: The folio on success or NULL if allocation fails.
2177  */
2178 struct folio *vma_alloc_folio(gfp_t gfp, int order, struct vm_area_struct *vma,
2179                 unsigned long addr, bool hugepage)
2180 {
2181         struct mempolicy *pol;
2182         int node = numa_node_id();
2183         struct folio *folio;
2184         int preferred_nid;
2185         nodemask_t *nmask;
2186
2187         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2188
2189         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
2190                 struct page *page;
2191                 unsigned nid;
2192
2193                 nid = interleave_nid(pol, vma, addr, PAGE_SHIFT + order);
2194                 mpol_cond_put(pol);
2195                 gfp |= __GFP_COMP;
2196                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, nid);
2197                 folio = (struct folio *)page;
2198                 if (folio && order > 1)
2199                         folio_prep_large_rmappable(folio);
2200                 goto out;
2201         }
2202
2203         if (pol->mode == MPOL_PREFERRED_MANY) {
2204                 struct page *page;
2205
2206                 node = policy_node(gfp, pol, node);
2207                 gfp |= __GFP_COMP;
2208                 page = alloc_pages_preferred_many(gfp, order, node, pol);
2209                 mpol_cond_put(pol);
2210                 folio = (struct folio *)page;
2211                 if (folio && order > 1)
2212                         folio_prep_large_rmappable(folio);
2213                 goto out;
2214         }
2215
2216         if (unlikely(IS_ENABLED(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) && hugepage)) {
2217                 int hpage_node = node;
2218
2219                 /*
2220                  * For hugepage allocation and non-interleave policy which
2221                  * allows the current node (or other explicitly preferred
2222                  * node) we only try to allocate from the current/preferred
2223                  * node and don't fall back to other nodes, as the cost of
2224                  * remote accesses would likely offset THP benefits.
2225                  *
2226                  * If the policy is interleave or does not allow the current
2227                  * node in its nodemask, we allocate the standard way.
2228                  */
2229                 if (pol->mode == MPOL_PREFERRED)
2230                         hpage_node = first_node(pol->nodes);
2231
2232                 nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2233                 if (!nmask || node_isset(hpage_node, *nmask)) {
2234                         mpol_cond_put(pol);
2235                         /*
2236                          * First, try to allocate THP only on local node, but
2237                          * don't reclaim unnecessarily, just compact.
2238                          */
2239                         folio = __folio_alloc_node(gfp | __GFP_THISNODE |
2240                                         __GFP_NORETRY, order, hpage_node);
2241
2242                         /*
2243                          * If hugepage allocations are configured to always
2244                          * synchronous compact or the vma has been madvised
2245                          * to prefer hugepage backing, retry allowing remote
2246                          * memory with both reclaim and compact as well.
2247                          */
2248                         if (!folio && (gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM))
2249                                 folio = __folio_alloc(gfp, order, hpage_node,
2250                                                       nmask);
2251
2252                         goto out;
2253                 }
2254         }
2255
2256         nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2257         preferred_nid = policy_node(gfp, pol, node);
2258         folio = __folio_alloc(gfp, order, preferred_nid, nmask);
2259         mpol_cond_put(pol);
2260 out:
2261         return folio;
2262 }
2263 EXPORT_SYMBOL(vma_alloc_folio);
2264
2265 /**
2266  * alloc_pages - Allocate pages.
2267  * @gfp: GFP flags.
2268  * @order: Power of two of number of pages to allocate.
2269  *
2270  * Allocate 1 << @order contiguous pages.  The physical address of the
2271  * first page is naturally aligned (eg an order-3 allocation will be aligned
2272  * to a multiple of 8 * PAGE_SIZE bytes).  The NUMA policy of the current
2273  * process is honoured when in process context.
2274  *
2275  * Context: Can be called from any context, providing the appropriate GFP
2276  * flags are used.
2277  * Return: The page on success or NULL if allocation fails.
2278  */
2279 struct page *alloc_pages(gfp_t gfp, unsigned order)
2280 {
2281         struct mempolicy *pol = &default_policy;
2282         struct page *page;
2283
2284         if (!in_interrupt() && !(gfp & __GFP_THISNODE))
2285                 pol = get_task_policy(current);
2286
2287         /*
2288          * No reference counting needed for current->mempolicy
2289          * nor system default_policy
2290          */
2291         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
2292                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, interleave_nodes(pol));
2293         else if (pol->mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
2294                 page = alloc_pages_preferred_many(gfp, order,
2295                                   policy_node(gfp, pol, numa_node_id()), pol);
2296         else
2297                 page = __alloc_pages(gfp, order,
2298                                 policy_node(gfp, pol, numa_node_id()),
2299                                 policy_nodemask(gfp, pol));
2300
2301         return page;
2302 }
2303 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages);
2304
2305 struct folio *folio_alloc(gfp_t gfp, unsigned order)
2306 {
2307         struct page *page = alloc_pages(gfp | __GFP_COMP, order);
2308         struct folio *folio = (struct folio *)page;
2309
2310         if (folio && order > 1)
2311                 folio_prep_large_rmappable(folio);
2312         return folio;
2313 }
2314 EXPORT_SYMBOL(folio_alloc);
2315
2316 static unsigned long alloc_pages_bulk_array_interleave(gfp_t gfp,
2317                 struct mempolicy *pol, unsigned long nr_pages,
2318                 struct page **page_array)
2319 {
2320         int nodes;
2321         unsigned long nr_pages_per_node;
2322         int delta;
2323         int i;
2324         unsigned long nr_allocated;
2325         unsigned long total_allocated = 0;
2326
2327         nodes = nodes_weight(pol->nodes);
2328         nr_pages_per_node = nr_pages / nodes;
2329         delta = nr_pages - nodes * nr_pages_per_node;
2330
2331         for (i = 0; i < nodes; i++) {
2332                 if (delta) {
2333                         nr_allocated = __alloc_pages_bulk(gfp,
2334                                         interleave_nodes(pol), NULL,
2335                                         nr_pages_per_node + 1, NULL,
2336                                         page_array);
2337                         delta--;
2338                 } else {
2339                         nr_allocated = __alloc_pages_bulk(gfp,
2340                                         interleave_nodes(pol), NULL,
2341                                         nr_pages_per_node, NULL, page_array);
2342                 }
2343
2344                 page_array += nr_allocated;
2345                 total_allocated += nr_allocated;
2346         }
2347
2348         return total_allocated;
2349 }
2350
2351 static unsigned long alloc_pages_bulk_array_preferred_many(gfp_t gfp, int nid,
2352                 struct mempolicy *pol, unsigned long nr_pages,
2353                 struct page **page_array)
2354 {
2355         gfp_t preferred_gfp;
2356         unsigned long nr_allocated = 0;
2357
2358         preferred_gfp = gfp | __GFP_NOWARN;
2359         preferred_gfp &= ~(__GFP_DIRECT_RECLAIM | __GFP_NOFAIL);
2360
2361         nr_allocated  = __alloc_pages_bulk(preferred_gfp, nid, &pol->nodes,
2362                                            nr_pages, NULL, page_array);
2363
2364         if (nr_allocated < nr_pages)
2365                 nr_allocated += __alloc_pages_bulk(gfp, numa_node_id(), NULL,
2366                                 nr_pages - nr_allocated, NULL,
2367                                 page_array + nr_allocated);
2368         return nr_allocated;
2369 }
2370
2371 /* alloc pages bulk and mempolicy should be considered at the
2372  * same time in some situation such as vmalloc.
2373  *
2374  * It can accelerate memory allocation especially interleaving
2375  * allocate memory.
2376  */
2377 unsigned long alloc_pages_bulk_array_mempolicy(gfp_t gfp,
2378                 unsigned long nr_pages, struct page **page_array)
2379 {
2380         struct mempolicy *pol = &default_policy;
2381
2382         if (!in_interrupt() && !(gfp & __GFP_THISNODE))
2383                 pol = get_task_policy(current);
2384
2385         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
2386                 return alloc_pages_bulk_array_interleave(gfp, pol,
2387                                                          nr_pages, page_array);
2388
2389         if (pol->mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
2390                 return alloc_pages_bulk_array_preferred_many(gfp,
2391                                 numa_node_id(), pol, nr_pages, page_array);
2392
2393         return __alloc_pages_bulk(gfp, policy_node(gfp, pol, numa_node_id()),
2394                                   policy_nodemask(gfp, pol), nr_pages, NULL,
2395                                   page_array);
2396 }
2397
2398 int vma_dup_policy(struct vm_area_struct *src, struct vm_area_struct *dst)
2399 {
2400         struct mempolicy *pol = mpol_dup(vma_policy(src));
2401
2402         if (IS_ERR(pol))
2403                 return PTR_ERR(pol);
2404         dst->vm_policy = pol;
2405         return 0;
2406 }
2407
2408 /*
2409  * If mpol_dup() sees current->cpuset == cpuset_being_rebound, then it
2410  * rebinds the mempolicy its copying by calling mpol_rebind_policy()
2411  * with the mems_allowed returned by cpuset_mems_allowed().  This
2412  * keeps mempolicies cpuset relative after its cpuset moves.  See
2413  * further kernel/cpuset.c update_nodemask().
2414  *
2415  * current's mempolicy may be rebinded by the other task(the task that changes
2416  * cpuset's mems), so we needn't do rebind work for current task.
2417  */
2418
2419 /* Slow path of a mempolicy duplicate */
2420 struct mempolicy *__mpol_dup(struct mempolicy *old)
2421 {
2422         struct mempolicy *new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2423
2424         if (!new)
2425                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2426
2427         /* task's mempolicy is protected by alloc_lock */
2428         if (old == current->mempolicy) {
2429                 task_lock(current);
2430                 *new = *old;
2431                 task_unlock(current);
2432         } else
2433                 *new = *old;
2434
2435         if (current_cpuset_is_being_rebound()) {
2436                 nodemask_t mems = cpuset_mems_allowed(current);
2437                 mpol_rebind_policy(new, &mems);
2438         }
2439         atomic_set(&new->refcnt, 1);
2440         return new;
2441 }
2442
2443 /* Slow path of a mempolicy comparison */
2444 bool __mpol_equal(struct mempolicy *a, struct mempolicy *b)
2445 {
2446         if (!a || !b)
2447                 return false;
2448         if (a->mode != b->mode)
2449                 return false;
2450         if (a->flags != b->flags)
2451                 return false;
2452         if (a->home_node != b->home_node)
2453                 return false;
2454         if (mpol_store_user_nodemask(a))
2455                 if (!nodes_equal(a->w.user_nodemask, b->w.user_nodemask))
2456                         return false;
2457
2458         switch (a->mode) {
2459         case MPOL_BIND:
2460         case MPOL_INTERLEAVE:
2461         case MPOL_PREFERRED:
2462         case MPOL_PREFERRED_MANY:
2463                 return !!nodes_equal(a->nodes, b->nodes);
2464         case MPOL_LOCAL:
2465                 return true;
2466         default:
2467                 BUG();
2468                 return false;
2469         }
2470 }
2471
2472 /*
2473  * Shared memory backing store policy support.
2474  *
2475  * Remember policies even when nobody has shared memory mapped.
2476  * The policies are kept in Red-Black tree linked from the inode.
2477  * They are protected by the sp->lock rwlock, which should be held
2478  * for any accesses to the tree.
2479  */
2480
2481 /*
2482  * lookup first element intersecting start-end.  Caller holds sp->lock for
2483  * reading or for writing
2484  */
2485 static struct sp_node *
2486 sp_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long start, unsigned long end)
2487 {
2488         struct rb_node *n = sp->root.rb_node;
2489
2490         while (n) {
2491                 struct sp_node *p = rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2492
2493                 if (start >= p->end)
2494                         n = n->rb_right;
2495                 else if (end <= p->start)
2496                         n = n->rb_left;
2497                 else
2498                         break;
2499         }
2500         if (!n)
2501                 return NULL;
2502         for (;;) {
2503                 struct sp_node *w = NULL;
2504                 struct rb_node *prev = rb_prev(n);
2505                 if (!prev)
2506                         break;
2507                 w = rb_entry(prev, struct sp_node, nd);
2508                 if (w->end <= start)
2509                         break;
2510                 n = prev;
2511         }
2512         return rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2513 }
2514
2515 /*
2516  * Insert a new shared policy into the list.  Caller holds sp->lock for
2517  * writing.
2518  */
2519 static void sp_insert(struct shared_policy *sp, struct sp_node *new)
2520 {
2521         struct rb_node **p = &sp->root.rb_node;
2522         struct rb_node *parent = NULL;
2523         struct sp_node *nd;
2524
2525         while (*p) {
2526                 parent = *p;
2527                 nd = rb_entry(parent, struct sp_node, nd);
2528                 if (new->start < nd->start)
2529                         p = &(*p)->rb_left;
2530                 else if (new->end > nd->end)
2531                         p = &(*p)->rb_right;
2532                 else
2533                         BUG();
2534         }
2535         rb_link_node(&new->nd, parent, p);
2536         rb_insert_color(&new->nd, &sp->root);
2537         pr_debug("inserting %lx-%lx: %d\n", new->start, new->end,
2538                  new->policy ? new->policy->mode : 0);
2539 }
2540
2541 /* Find shared policy intersecting idx */
2542 struct mempolicy *
2543 mpol_shared_policy_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long idx)
2544 {
2545         struct mempolicy *pol = NULL;
2546         struct sp_node *sn;
2547
2548         if (!sp->root.rb_node)
2549                 return NULL;
2550         read_lock(&sp->lock);
2551         sn = sp_lookup(sp, idx, idx+1);
2552         if (sn) {
2553                 mpol_get(sn->policy);
2554                 pol = sn->policy;
2555         }
2556         read_unlock(&sp->lock);
2557         return pol;
2558 }
2559
2560 static void sp_free(struct sp_node *n)
2561 {
2562         mpol_put(n->policy);
2563         kmem_cache_free(sn_cache, n);
2564 }
2565
2566 /**
2567  * mpol_misplaced - check whether current page node is valid in policy
2568  *
2569  * @page: page to be checked
2570  * @vma: vm area where page mapped
2571  * @addr: virtual address where page mapped
2572  *
2573  * Lookup current policy node id for vma,addr and "compare to" page's
2574  * node id.  Policy determination "mimics" alloc_page_vma().
2575  * Called from fault path where we know the vma and faulting address.
2576  *
2577  * Return: NUMA_NO_NODE if the page is in a node that is valid for this
2578  * policy, or a suitable node ID to allocate a replacement page from.
2579  */
2580 int mpol_misplaced(struct page *page, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
2581 {
2582         struct mempolicy *pol;
2583         struct zoneref *z;
2584         int curnid = page_to_nid(page);
2585         unsigned long pgoff;
2586         int thiscpu = raw_smp_processor_id();
2587         int thisnid = cpu_to_node(thiscpu);
2588         int polnid = NUMA_NO_NODE;
2589         int ret = NUMA_NO_NODE;
2590
2591         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2592         if (!(pol->flags & MPOL_F_MOF))
2593                 goto out;
2594
2595         switch (pol->mode) {
2596         case MPOL_INTERLEAVE:
2597                 pgoff = vma->vm_pgoff;
2598                 pgoff += (addr - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2599                 polnid = offset_il_node(pol, pgoff);
2600                 break;
2601
2602         case MPOL_PREFERRED:
2603                 if (node_isset(curnid, pol->nodes))
2604                         goto out;
2605                 polnid = first_node(pol->nodes);
2606                 break;
2607
2608         case MPOL_LOCAL:
2609                 polnid = numa_node_id();
2610                 break;
2611
2612         case MPOL_BIND:
2613                 /* Optimize placement among multiple nodes via NUMA balancing */
2614                 if (pol->flags & MPOL_F_MORON) {
2615                         if (node_isset(thisnid, pol->nodes))
2616                                 break;
2617                         goto out;
2618                 }
2619                 fallthrough;
2620
2621         case MPOL_PREFERRED_MANY:
2622                 /*
2623                  * use current page if in policy nodemask,
2624                  * else select nearest allowed node, if any.
2625                  * If no allowed nodes, use current [!misplaced].
2626                  */
2627                 if (node_isset(curnid, pol->nodes))
2628                         goto out;
2629                 z = first_zones_zonelist(
2630                                 node_zonelist(numa_node_id(), GFP_HIGHUSER),
2631                                 gfp_zone(GFP_HIGHUSER),
2632                                 &pol->nodes);
2633                 polnid = zone_to_nid(z->zone);
2634                 break;
2635
2636         default:
2637                 BUG();
2638         }
2639
2640         /* Migrate the page towards the node whose CPU is referencing it */
2641         if (pol->flags & MPOL_F_MORON) {
2642                 polnid = thisnid;
2643
2644                 if (!should_numa_migrate_memory(current, page, curnid, thiscpu))
2645                         goto out;
2646         }
2647
2648         if (curnid != polnid)
2649                 ret = polnid;
2650 out:
2651         mpol_cond_put(pol);
2652
2653         return ret;
2654 }
2655
2656 /*
2657  * Drop the (possibly final) reference to task->mempolicy.  It needs to be
2658  * dropped after task->mempolicy is set to NULL so that any allocation done as
2659  * part of its kmem_cache_free(), such as by KASAN, doesn't reference a freed
2660  * policy.
2661  */
2662 void mpol_put_task_policy(struct task_struct *task)
2663 {
2664         struct mempolicy *pol;
2665
2666         task_lock(task);
2667         pol = task->mempolicy;
2668         task->mempolicy = NULL;
2669         task_unlock(task);
2670         mpol_put(pol);
2671 }
2672
2673 static void sp_delete(struct shared_policy *sp, struct sp_node *n)
2674 {
2675         pr_debug("deleting %lx-l%lx\n", n->start, n->end);
2676         rb_erase(&n->nd, &sp->root);
2677         sp_free(n);
2678 }
2679
2680 static void sp_node_init(struct sp_node *node, unsigned long start,
2681                         unsigned long end, struct mempolicy *pol)
2682 {
2683         node->start = start;
2684         node->end = end;
2685         node->policy = pol;
2686 }
2687
2688 static struct sp_node *sp_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
2689                                 struct mempolicy *pol)
2690 {
2691         struct sp_node *n;
2692         struct mempolicy *newpol;
2693
2694         n = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2695         if (!n)
2696                 return NULL;
2697
2698         newpol = mpol_dup(pol);
2699         if (IS_ERR(newpol)) {
2700                 kmem_cache_free(sn_cache, n);
2701                 return NULL;
2702         }
2703         newpol->flags |= MPOL_F_SHARED;
2704         sp_node_init(n, start, end, newpol);
2705
2706         return n;
2707 }
2708
2709 /* Replace a policy range. */
2710 static int shared_policy_replace(struct shared_policy *sp, unsigned long start,
2711                                  unsigned long end, struct sp_node *new)
2712 {
2713         struct sp_node *n;
2714         struct sp_node *n_new = NULL;
2715         struct mempolicy *mpol_new = NULL;
2716         int ret = 0;
2717
2718 restart:
2719         write_lock(&sp->lock);
2720         n = sp_lookup(sp, start, end);
2721         /* Take care of old policies in the same range. */
2722         while (n && n->start < end) {
2723                 struct rb_node *next = rb_next(&n->nd);
2724                 if (n->start >= start) {
2725                         if (n->end <= end)
2726                                 sp_delete(sp, n);
2727                         else
2728                                 n->start = end;
2729                 } else {
2730                         /* Old policy spanning whole new range. */
2731                         if (n->end > end) {
2732                                 if (!n_new)
2733                                         goto alloc_new;
2734
2735                                 *mpol_new = *n->policy;
2736                                 atomic_set(&mpol_new->refcnt, 1);
2737                                 sp_node_init(n_new, end, n->end, mpol_new);
2738                                 n->end = start;
2739                                 sp_insert(sp, n_new);
2740                                 n_new = NULL;
2741                                 mpol_new = NULL;
2742                                 break;
2743                         } else
2744                                 n->end = start;
2745                 }
2746                 if (!next)
2747                         break;
2748                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2749         }
2750         if (new)
2751                 sp_insert(sp, new);
2752         write_unlock(&sp->lock);
2753         ret = 0;
2754
2755 err_out:
2756         if (mpol_new)
2757                 mpol_put(mpol_new);
2758         if (n_new)
2759                 kmem_cache_free(sn_cache, n_new);
2760
2761         return ret;
2762
2763 alloc_new:
2764         write_unlock(&sp->lock);
2765         ret = -ENOMEM;
2766         n_new = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2767         if (!n_new)
2768                 goto err_out;
2769         mpol_new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2770         if (!mpol_new)
2771                 goto err_out;
2772         atomic_set(&mpol_new->refcnt, 1);
2773         goto restart;
2774 }
2775
2776 /**
2777  * mpol_shared_policy_init - initialize shared policy for inode
2778  * @sp: pointer to inode shared policy
2779  * @mpol:  struct mempolicy to install
2780  *
2781  * Install non-NULL @mpol in inode's shared policy rb-tree.
2782  * On entry, the current task has a reference on a non-NULL @mpol.
2783  * This must be released on exit.
2784  * This is called at get_inode() calls and we can use GFP_KERNEL.
2785  */
2786 void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *sp, struct mempolicy *mpol)
2787 {
2788         int ret;
2789
2790         sp->root = RB_ROOT;             /* empty tree == default mempolicy */
2791         rwlock_init(&sp->lock);
2792
2793         if (mpol) {
2794                 struct vm_area_struct pvma;
2795                 struct mempolicy *new;
2796                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2797
2798                 if (!scratch)
2799                         goto put_mpol;
2800                 /* contextualize the tmpfs mount point mempolicy */
2801                 new = mpol_new(mpol->mode, mpol->flags, &mpol->w.user_nodemask);
2802                 if (IS_ERR(new))
2803                         goto free_scratch; /* no valid nodemask intersection */
2804
2805                 task_lock(current);
2806                 ret = mpol_set_nodemask(new, &mpol->w.user_nodemask, scratch);
2807                 task_unlock(current);
2808                 if (ret)
2809                         goto put_new;
2810
2811                 /* Create pseudo-vma that contains just the policy */
2812                 vma_init(&pvma, NULL);
2813                 pvma.vm_end = TASK_SIZE;        /* policy covers entire file */
2814                 mpol_set_shared_policy(sp, &pvma, new); /* adds ref */
2815
2816 put_new:
2817                 mpol_put(new);                  /* drop initial ref */
2818 free_scratch:
2819                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2820 put_mpol:
2821                 mpol_put(mpol); /* drop our incoming ref on sb mpol */
2822         }
2823 }
2824
2825 int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *info,
2826                         struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *npol)
2827 {
2828         int err;
2829         struct sp_node *new = NULL;
2830         unsigned long sz = vma_pages(vma);
2831
2832         pr_debug("set_shared_policy %lx sz %lu %d %d %lx\n",
2833                  vma->vm_pgoff,
2834                  sz, npol ? npol->mode : -1,
2835                  npol ? npol->flags : -1,
2836                  npol ? nodes_addr(npol->nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
2837
2838         if (npol) {
2839                 new = sp_alloc(vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, npol);
2840                 if (!new)
2841                         return -ENOMEM;
2842         }
2843         err = shared_policy_replace(info, vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff+sz, new);
2844         if (err && new)
2845                 sp_free(new);
2846         return err;
2847 }
2848
2849 /* Free a backing policy store on inode delete. */
2850 void mpol_free_shared_policy(struct shared_policy *p)
2851 {
2852         struct sp_node *n;
2853         struct rb_node *next;
2854
2855         if (!p->root.rb_node)
2856                 return;
2857         write_lock(&p->lock);
2858         next = rb_first(&p->root);
2859         while (next) {
2860                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2861                 next = rb_next(&n->nd);
2862                 sp_delete(p, n);
2863         }
2864         write_unlock(&p->lock);
2865 }
2866
2867 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2868 static int __initdata numabalancing_override;
2869
2870 static void __init check_numabalancing_enable(void)
2871 {
2872         bool numabalancing_default = false;
2873
2874         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA_BALANCING_DEFAULT_ENABLED))
2875                 numabalancing_default = true;
2876
2877         /* Parsed by setup_numabalancing. override == 1 enables, -1 disables */
2878         if (numabalancing_override)
2879                 set_numabalancing_state(numabalancing_override == 1);
2880
2881         if (num_online_nodes() > 1 && !numabalancing_override) {
2882                 pr_info("%s automatic NUMA balancing. Configure with numa_balancing= or the kernel.numa_balancing sysctl\n",
2883                         numabalancing_default ? "Enabling" : "Disabling");
2884                 set_numabalancing_state(numabalancing_default);
2885         }
2886 }
2887
2888 static int __init setup_numabalancing(char *str)
2889 {
2890         int ret = 0;
2891         if (!str)
2892                 goto out;
2893
2894         if (!strcmp(str, "enable")) {
2895                 numabalancing_override = 1;
2896                 ret = 1;
2897         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2898                 numabalancing_override = -1;
2899                 ret = 1;
2900         }
2901 out:
2902         if (!ret)
2903                 pr_warn("Unable to parse numa_balancing=\n");
2904
2905         return ret;
2906 }
2907 __setup("numa_balancing=", setup_numabalancing);
2908 #else
2909 static inline void __init check_numabalancing_enable(void)
2910 {
2911 }
2912 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2913
2914 /* assumes fs == KERNEL_DS */
2915 void __init numa_policy_init(void)
2916 {
2917         nodemask_t interleave_nodes;
2918         unsigned long largest = 0;
2919         int nid, prefer = 0;
2920
2921         policy_cache = kmem_cache_create("numa_policy",
2922                                          sizeof(struct mempolicy),
2923                                          0, SLAB_PANIC, NULL);
2924
2925         sn_cache = kmem_cache_create("shared_policy_node",
2926                                      sizeof(struct sp_node),
2927                                      0, SLAB_PANIC, NULL);
2928
2929         for_each_node(nid) {
2930                 preferred_node_policy[nid] = (struct mempolicy) {
2931                         .refcnt = ATOMIC_INIT(1),
2932                         .mode = MPOL_PREFERRED,
2933                         .flags = MPOL_F_MOF | MPOL_F_MORON,
2934                         .nodes = nodemask_of_node(nid),
2935                 };
2936         }
2937
2938         /*
2939          * Set interleaving policy for system init. Interleaving is only
2940          * enabled across suitably sized nodes (default is >= 16MB), or
2941          * fall back to the largest node if they're all smaller.
2942          */
2943         nodes_clear(interleave_nodes);
2944         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
2945                 unsigned long total_pages = node_present_pages(nid);
2946
2947                 /* Preserve the largest node */
2948                 if (largest < total_pages) {
2949                         largest = total_pages;
2950                         prefer = nid;
2951                 }
2952
2953                 /* Interleave this node? */
2954                 if ((total_pages << PAGE_SHIFT) >= (16 << 20))
2955                         node_set(nid, interleave_nodes);
2956         }
2957
2958         /* All too small, use the largest */
2959         if (unlikely(nodes_empty(interleave_nodes)))
2960                 node_set(prefer, interleave_nodes);
2961
2962         if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, 0, &interleave_nodes))
2963                 pr_err("%s: interleaving failed\n", __func__);
2964
2965         check_numabalancing_enable();
2966 }
2967
2968 /* Reset policy of current process to default */
2969 void numa_default_policy(void)
2970 {
2971         do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, 0, NULL);
2972 }
2973
2974 /*
2975  * Parse and format mempolicy from/to strings
2976  */
2977
2978 static const char * const policy_modes[] =
2979 {
2980         [MPOL_DEFAULT]    = "default",
2981         [MPOL_PREFERRED]  = "prefer",
2982         [MPOL_BIND]       = "bind",
2983         [MPOL_INTERLEAVE] = "interleave",
2984         [MPOL_LOCAL]      = "local",
2985         [MPOL_PREFERRED_MANY]  = "prefer (many)",
2986 };
2987
2988
2989 #ifdef CONFIG_TMPFS
2990 /**
2991  * mpol_parse_str - parse string to mempolicy, for tmpfs mpol mount option.
2992  * @str:  string containing mempolicy to parse
2993  * @mpol:  pointer to struct mempolicy pointer, returned on success.
2994  *
2995  * Format of input:
2996  *      <mode>[=<flags>][:<nodelist>]
2997  *
2998  * Return: %0 on success, else %1
2999  */
3000 int mpol_parse_str(char *str, struct mempolicy **mpol)
3001 {
3002         struct mempolicy *new = NULL;
3003         unsigned short mode_flags;
3004         nodemask_t nodes;
3005         char *nodelist = strchr(str, ':');
3006         char *flags = strchr(str, '=');
3007         int err = 1, mode;
3008
3009         if (flags)
3010                 *flags++ = '\0';        /* terminate mode string */
3011
3012         if (nodelist) {
3013                 /* NUL-terminate mode or flags string */
3014                 *nodelist++ = '\0';
3015                 if (nodelist_parse(nodelist, nodes))
3016                         goto out;
3017                 if (!nodes_subset(nodes, node_states[N_MEMORY]))
3018                         goto out;
3019         } else
3020                 nodes_clear(nodes);
3021
3022         mode = match_string(policy_modes, MPOL_MAX, str);
3023         if (mode < 0)
3024                 goto out;
3025
3026         switch (mode) {
3027         case MPOL_PREFERRED:
3028                 /*
3029                  * Insist on a nodelist of one node only, although later
3030                  * we use first_node(nodes) to grab a single node, so here
3031                  * nodelist (or nodes) cannot be empty.
3032                  */
3033                 if (nodelist) {
3034                         char *rest = nodelist;
3035                         while (isdigit(*rest))
3036                                 rest++;
3037                         if (*rest)
3038                                 goto out;
3039                         if (nodes_empty(nodes))
3040                                 goto out;
3041                 }
3042                 break;
3043         case MPOL_INTERLEAVE:
3044                 /*
3045                  * Default to online nodes with memory if no nodelist
3046                  */
3047                 if (!nodelist)
3048                         nodes = node_states[N_MEMORY];
3049                 break;
3050         case MPOL_LOCAL:
3051                 /*
3052                  * Don't allow a nodelist;  mpol_new() checks flags
3053                  */
3054                 if (nodelist)
3055                         goto out;
3056                 break;
3057         case MPOL_DEFAULT:
3058                 /*
3059                  * Insist on a empty nodelist
3060                  */
3061                 if (!nodelist)
3062                         err = 0;
3063                 goto out;
3064         case MPOL_PREFERRED_MANY:
3065         case MPOL_BIND:
3066                 /*
3067                  * Insist on a nodelist
3068                  */
3069                 if (!nodelist)
3070                         goto out;
3071         }
3072
3073         mode_flags = 0;
3074         if (flags) {
3075                 /*
3076                  * Currently, we only support two mutually exclusive
3077                  * mode flags.
3078                  */
3079                 if (!strcmp(flags, "static"))
3080                         mode_flags |= MPOL_F_STATIC_NODES;
3081                 else if (!strcmp(flags, "relative"))
3082                         mode_flags |= MPOL_F_RELATIVE_NODES;
3083                 else
3084                         goto out;
3085         }
3086
3087         new = mpol_new(mode, mode_flags, &nodes);
3088         if (IS_ERR(new))
3089                 goto out;
3090
3091         /*
3092          * Save nodes for mpol_to_str() to show the tmpfs mount options
3093          * for /proc/mounts, /proc/pid/mounts and /proc/pid/mountinfo.
3094          */
3095         if (mode != MPOL_PREFERRED) {
3096                 new->nodes = nodes;
3097         } else if (nodelist) {
3098                 nodes_clear(new->nodes);
3099                 node_set(first_node(nodes), new->nodes);
3100         } else {
3101                 new->mode = MPOL_LOCAL;
3102         }
3103
3104         /*
3105          * Save nodes for contextualization: this will be used to "clone"
3106          * the mempolicy in a specific context [cpuset] at a later time.
3107          */
3108         new->w.user_nodemask = nodes;
3109
3110         err = 0;
3111
3112 out:
3113         /* Restore string for error message */
3114         if (nodelist)
3115                 *--nodelist = ':';
3116         if (flags)
3117                 *--flags = '=';
3118         if (!err)
3119                 *mpol = new;
3120         return err;
3121 }
3122 #endif /* CONFIG_TMPFS */
3123
3124 /**
3125  * mpol_to_str - format a mempolicy structure for printing
3126  * @buffer:  to contain formatted mempolicy string
3127  * @maxlen:  length of @buffer
3128  * @pol:  pointer to mempolicy to be formatted
3129  *
3130  * Convert @pol into a string.  If @buffer is too short, truncate the string.
3131  * Recommend a @maxlen of at least 32 for the longest mode, "interleave", the
3132  * longest flag, "relative", and to display at least a few node ids.
3133  */
3134 void mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol)
3135 {
3136         char *p = buffer;
3137         nodemask_t nodes = NODE_MASK_NONE;
3138         unsigned short mode = MPOL_DEFAULT;
3139         unsigned short flags = 0;
3140
3141         if (pol && pol != &default_policy && !(pol->flags & MPOL_F_MORON)) {
3142                 mode = pol->mode;
3143                 flags = pol->flags;
3144         }
3145
3146         switch (mode) {
3147         case MPOL_DEFAULT:
3148         case MPOL_LOCAL:
3149                 break;
3150         case MPOL_PREFERRED:
3151         case MPOL_PREFERRED_MANY:
3152         case MPOL_BIND:
3153         case MPOL_INTERLEAVE:
3154                 nodes = pol->nodes;
3155                 break;
3156         default:
3157                 WARN_ON_ONCE(1);
3158                 snprintf(p, maxlen, "unknown");
3159                 return;
3160         }
3161
3162         p += snprintf(p, maxlen, "%s", policy_modes[mode]);
3163
3164         if (flags & MPOL_MODE_FLAGS) {
3165                 p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "=");
3166
3167                 /*
3168                  * Currently, the only defined flags are mutually exclusive
3169                  */
3170                 if (flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
3171                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "static");
3172                 else if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
3173                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "relative");
3174         }
3175
3176         if (!nodes_empty(nodes))
3177                 p += scnprintf(p, buffer + maxlen - p, ":%*pbl",
3178                                nodemask_pr_args(&nodes));
3179 }