Merge tag 'i2c-for-6.6-rc8' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/wsa...
[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                         prev = vma;
1548                         continue;
1549                 }
1550                 if (old->mode != MPOL_BIND && old->mode != MPOL_PREFERRED_MANY) {
1551                         err = -EOPNOTSUPP;
1552                         break;
1553                 }
1554                 new = mpol_dup(old);
1555                 if (IS_ERR(new)) {
1556                         err = PTR_ERR(new);
1557                         break;
1558                 }
1559
1560                 vma_start_write(vma);
1561                 new->home_node = home_node;
1562                 err = mbind_range(&vmi, vma, &prev, start, end, new);
1563                 mpol_put(new);
1564                 if (err)
1565                         break;
1566         }
1567         mmap_write_unlock(mm);
1568         return err;
1569 }
1570
1571 SYSCALL_DEFINE6(mbind, unsigned long, start, unsigned long, len,
1572                 unsigned long, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1573                 unsigned long, maxnode, unsigned int, flags)
1574 {
1575         return kernel_mbind(start, len, mode, nmask, maxnode, flags);
1576 }
1577
1578 /* Set the process memory policy */
1579 static long kernel_set_mempolicy(int mode, const unsigned long __user *nmask,
1580                                  unsigned long maxnode)
1581 {
1582         unsigned short mode_flags;
1583         nodemask_t nodes;
1584         int lmode = mode;
1585         int err;
1586
1587         err = sanitize_mpol_flags(&lmode, &mode_flags);
1588         if (err)
1589                 return err;
1590
1591         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1592         if (err)
1593                 return err;
1594
1595         return do_set_mempolicy(lmode, mode_flags, &nodes);
1596 }
1597
1598 SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1599                 unsigned long, maxnode)
1600 {
1601         return kernel_set_mempolicy(mode, nmask, maxnode);
1602 }
1603
1604 static int kernel_migrate_pages(pid_t pid, unsigned long maxnode,
1605                                 const unsigned long __user *old_nodes,
1606                                 const unsigned long __user *new_nodes)
1607 {
1608         struct mm_struct *mm = NULL;
1609         struct task_struct *task;
1610         nodemask_t task_nodes;
1611         int err;
1612         nodemask_t *old;
1613         nodemask_t *new;
1614         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1615
1616         if (!scratch)
1617                 return -ENOMEM;
1618
1619         old = &scratch->mask1;
1620         new = &scratch->mask2;
1621
1622         err = get_nodes(old, old_nodes, maxnode);
1623         if (err)
1624                 goto out;
1625
1626         err = get_nodes(new, new_nodes, maxnode);
1627         if (err)
1628                 goto out;
1629
1630         /* Find the mm_struct */
1631         rcu_read_lock();
1632         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1633         if (!task) {
1634                 rcu_read_unlock();
1635                 err = -ESRCH;
1636                 goto out;
1637         }
1638         get_task_struct(task);
1639
1640         err = -EINVAL;
1641
1642         /*
1643          * Check if this process has the right to modify the specified process.
1644          * Use the regular "ptrace_may_access()" checks.
1645          */
1646         if (!ptrace_may_access(task, PTRACE_MODE_READ_REALCREDS)) {
1647                 rcu_read_unlock();
1648                 err = -EPERM;
1649                 goto out_put;
1650         }
1651         rcu_read_unlock();
1652
1653         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1654         /* Is the user allowed to access the target nodes? */
1655         if (!nodes_subset(*new, task_nodes) && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1656                 err = -EPERM;
1657                 goto out_put;
1658         }
1659
1660         task_nodes = cpuset_mems_allowed(current);
1661         nodes_and(*new, *new, task_nodes);
1662         if (nodes_empty(*new))
1663                 goto out_put;
1664
1665         err = security_task_movememory(task);
1666         if (err)
1667                 goto out_put;
1668
1669         mm = get_task_mm(task);
1670         put_task_struct(task);
1671
1672         if (!mm) {
1673                 err = -EINVAL;
1674                 goto out;
1675         }
1676
1677         err = do_migrate_pages(mm, old, new,
1678                 capable(CAP_SYS_NICE) ? MPOL_MF_MOVE_ALL : MPOL_MF_MOVE);
1679
1680         mmput(mm);
1681 out:
1682         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1683
1684         return err;
1685
1686 out_put:
1687         put_task_struct(task);
1688         goto out;
1689
1690 }
1691
1692 SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, pid_t, pid, unsigned long, maxnode,
1693                 const unsigned long __user *, old_nodes,
1694                 const unsigned long __user *, new_nodes)
1695 {
1696         return kernel_migrate_pages(pid, maxnode, old_nodes, new_nodes);
1697 }
1698
1699
1700 /* Retrieve NUMA policy */
1701 static int kernel_get_mempolicy(int __user *policy,
1702                                 unsigned long __user *nmask,
1703                                 unsigned long maxnode,
1704                                 unsigned long addr,
1705                                 unsigned long flags)
1706 {
1707         int err;
1708         int pval;
1709         nodemask_t nodes;
1710
1711         if (nmask != NULL && maxnode < nr_node_ids)
1712                 return -EINVAL;
1713
1714         addr = untagged_addr(addr);
1715
1716         err = do_get_mempolicy(&pval, &nodes, addr, flags);
1717
1718         if (err)
1719                 return err;
1720
1721         if (policy && put_user(pval, policy))
1722                 return -EFAULT;
1723
1724         if (nmask)
1725                 err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, &nodes);
1726
1727         return err;
1728 }
1729
1730 SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1731                 unsigned long __user *, nmask, unsigned long, maxnode,
1732                 unsigned long, addr, unsigned long, flags)
1733 {
1734         return kernel_get_mempolicy(policy, nmask, maxnode, addr, flags);
1735 }
1736
1737 bool vma_migratable(struct vm_area_struct *vma)
1738 {
1739         if (vma->vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP))
1740                 return false;
1741
1742         /*
1743          * DAX device mappings require predictable access latency, so avoid
1744          * incurring periodic faults.
1745          */
1746         if (vma_is_dax(vma))
1747                 return false;
1748
1749         if (is_vm_hugetlb_page(vma) &&
1750                 !hugepage_migration_supported(hstate_vma(vma)))
1751                 return false;
1752
1753         /*
1754          * Migration allocates pages in the highest zone. If we cannot
1755          * do so then migration (at least from node to node) is not
1756          * possible.
1757          */
1758         if (vma->vm_file &&
1759                 gfp_zone(mapping_gfp_mask(vma->vm_file->f_mapping))
1760                         < policy_zone)
1761                 return false;
1762         return true;
1763 }
1764
1765 struct mempolicy *__get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1766                                                 unsigned long addr)
1767 {
1768         struct mempolicy *pol = NULL;
1769
1770         if (vma) {
1771                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1772                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
1773                 } else if (vma->vm_policy) {
1774                         pol = vma->vm_policy;
1775
1776                         /*
1777                          * shmem_alloc_page() passes MPOL_F_SHARED policy with
1778                          * a pseudo vma whose vma->vm_ops=NULL. Take a reference
1779                          * count on these policies which will be dropped by
1780                          * mpol_cond_put() later
1781                          */
1782                         if (mpol_needs_cond_ref(pol))
1783                                 mpol_get(pol);
1784                 }
1785         }
1786
1787         return pol;
1788 }
1789
1790 /*
1791  * get_vma_policy(@vma, @addr)
1792  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
1793  * @addr: address in @vma for shared policy lookup
1794  *
1795  * Returns effective policy for a VMA at specified address.
1796  * Falls back to current->mempolicy or system default policy, as necessary.
1797  * Shared policies [those marked as MPOL_F_SHARED] require an extra reference
1798  * count--added by the get_policy() vm_op, as appropriate--to protect against
1799  * freeing by another task.  It is the caller's responsibility to free the
1800  * extra reference for shared policies.
1801  */
1802 static struct mempolicy *get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1803                                                 unsigned long addr)
1804 {
1805         struct mempolicy *pol = __get_vma_policy(vma, addr);
1806
1807         if (!pol)
1808                 pol = get_task_policy(current);
1809
1810         return pol;
1811 }
1812
1813 bool vma_policy_mof(struct vm_area_struct *vma)
1814 {
1815         struct mempolicy *pol;
1816
1817         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1818                 bool ret = false;
1819
1820                 pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, vma->vm_start);
1821                 if (pol && (pol->flags & MPOL_F_MOF))
1822                         ret = true;
1823                 mpol_cond_put(pol);
1824
1825                 return ret;
1826         }
1827
1828         pol = vma->vm_policy;
1829         if (!pol)
1830                 pol = get_task_policy(current);
1831
1832         return pol->flags & MPOL_F_MOF;
1833 }
1834
1835 bool apply_policy_zone(struct mempolicy *policy, enum zone_type zone)
1836 {
1837         enum zone_type dynamic_policy_zone = policy_zone;
1838
1839         BUG_ON(dynamic_policy_zone == ZONE_MOVABLE);
1840
1841         /*
1842          * if policy->nodes has movable memory only,
1843          * we apply policy when gfp_zone(gfp) = ZONE_MOVABLE only.
1844          *
1845          * policy->nodes is intersect with node_states[N_MEMORY].
1846          * so if the following test fails, it implies
1847          * policy->nodes has movable memory only.
1848          */
1849         if (!nodes_intersects(policy->nodes, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
1850                 dynamic_policy_zone = ZONE_MOVABLE;
1851
1852         return zone >= dynamic_policy_zone;
1853 }
1854
1855 /*
1856  * Return a nodemask representing a mempolicy for filtering nodes for
1857  * page allocation
1858  */
1859 nodemask_t *policy_nodemask(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1860 {
1861         int mode = policy->mode;
1862
1863         /* Lower zones don't get a nodemask applied for MPOL_BIND */
1864         if (unlikely(mode == MPOL_BIND) &&
1865                 apply_policy_zone(policy, gfp_zone(gfp)) &&
1866                 cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(&policy->nodes))
1867                 return &policy->nodes;
1868
1869         if (mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
1870                 return &policy->nodes;
1871
1872         return NULL;
1873 }
1874
1875 /*
1876  * Return the  preferred node id for 'prefer' mempolicy, and return
1877  * the given id for all other policies.
1878  *
1879  * policy_node() is always coupled with policy_nodemask(), which
1880  * secures the nodemask limit for 'bind' and 'prefer-many' policy.
1881  */
1882 static int policy_node(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy, int nd)
1883 {
1884         if (policy->mode == MPOL_PREFERRED) {
1885                 nd = first_node(policy->nodes);
1886         } else {
1887                 /*
1888                  * __GFP_THISNODE shouldn't even be used with the bind policy
1889                  * because we might easily break the expectation to stay on the
1890                  * requested node and not break the policy.
1891                  */
1892                 WARN_ON_ONCE(policy->mode == MPOL_BIND && (gfp & __GFP_THISNODE));
1893         }
1894
1895         if ((policy->mode == MPOL_BIND ||
1896              policy->mode == MPOL_PREFERRED_MANY) &&
1897             policy->home_node != NUMA_NO_NODE)
1898                 return policy->home_node;
1899
1900         return nd;
1901 }
1902
1903 /* Do dynamic interleaving for a process */
1904 static unsigned interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
1905 {
1906         unsigned next;
1907         struct task_struct *me = current;
1908
1909         next = next_node_in(me->il_prev, policy->nodes);
1910         if (next < MAX_NUMNODES)
1911                 me->il_prev = next;
1912         return next;
1913 }
1914
1915 /*
1916  * Depending on the memory policy provide a node from which to allocate the
1917  * next slab entry.
1918  */
1919 unsigned int mempolicy_slab_node(void)
1920 {
1921         struct mempolicy *policy;
1922         int node = numa_mem_id();
1923
1924         if (!in_task())
1925                 return node;
1926
1927         policy = current->mempolicy;
1928         if (!policy)
1929                 return node;
1930
1931         switch (policy->mode) {
1932         case MPOL_PREFERRED:
1933                 return first_node(policy->nodes);
1934
1935         case MPOL_INTERLEAVE:
1936                 return interleave_nodes(policy);
1937
1938         case MPOL_BIND:
1939         case MPOL_PREFERRED_MANY:
1940         {
1941                 struct zoneref *z;
1942
1943                 /*
1944                  * Follow bind policy behavior and start allocation at the
1945                  * first node.
1946                  */
1947                 struct zonelist *zonelist;
1948                 enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(GFP_KERNEL);
1949                 zonelist = &NODE_DATA(node)->node_zonelists[ZONELIST_FALLBACK];
1950                 z = first_zones_zonelist(zonelist, highest_zoneidx,
1951                                                         &policy->nodes);
1952                 return z->zone ? zone_to_nid(z->zone) : node;
1953         }
1954         case MPOL_LOCAL:
1955                 return node;
1956
1957         default:
1958                 BUG();
1959         }
1960 }
1961
1962 /*
1963  * Do static interleaving for a VMA with known offset @n.  Returns the n'th
1964  * node in pol->nodes (starting from n=0), wrapping around if n exceeds the
1965  * number of present nodes.
1966  */
1967 static unsigned offset_il_node(struct mempolicy *pol, unsigned long n)
1968 {
1969         nodemask_t nodemask = pol->nodes;
1970         unsigned int target, nnodes;
1971         int i;
1972         int nid;
1973         /*
1974          * The barrier will stabilize the nodemask in a register or on
1975          * the stack so that it will stop changing under the code.
1976          *
1977          * Between first_node() and next_node(), pol->nodes could be changed
1978          * by other threads. So we put pol->nodes in a local stack.
1979          */
1980         barrier();
1981
1982         nnodes = nodes_weight(nodemask);
1983         if (!nnodes)
1984                 return numa_node_id();
1985         target = (unsigned int)n % nnodes;
1986         nid = first_node(nodemask);
1987         for (i = 0; i < target; i++)
1988                 nid = next_node(nid, nodemask);
1989         return nid;
1990 }
1991
1992 /* Determine a node number for interleave */
1993 static inline unsigned interleave_nid(struct mempolicy *pol,
1994                  struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, int shift)
1995 {
1996         if (vma) {
1997                 unsigned long off;
1998
1999                 /*
2000                  * for small pages, there is no difference between
2001                  * shift and PAGE_SHIFT, so the bit-shift is safe.
2002                  * for huge pages, since vm_pgoff is in units of small
2003                  * pages, we need to shift off the always 0 bits to get
2004                  * a useful offset.
2005                  */
2006                 BUG_ON(shift < PAGE_SHIFT);
2007                 off = vma->vm_pgoff >> (shift - PAGE_SHIFT);
2008                 off += (addr - vma->vm_start) >> shift;
2009                 return offset_il_node(pol, off);
2010         } else
2011                 return interleave_nodes(pol);
2012 }
2013
2014 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
2015 /*
2016  * huge_node(@vma, @addr, @gfp_flags, @mpol)
2017  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
2018  * @addr: address in @vma for shared policy lookup and interleave policy
2019  * @gfp_flags: for requested zone
2020  * @mpol: pointer to mempolicy pointer for reference counted mempolicy
2021  * @nodemask: pointer to nodemask pointer for 'bind' and 'prefer-many' policy
2022  *
2023  * Returns a nid suitable for a huge page allocation and a pointer
2024  * to the struct mempolicy for conditional unref after allocation.
2025  * If the effective policy is 'bind' or 'prefer-many', returns a pointer
2026  * to the mempolicy's @nodemask for filtering the zonelist.
2027  *
2028  * Must be protected by read_mems_allowed_begin()
2029  */
2030 int huge_node(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, gfp_t gfp_flags,
2031                                 struct mempolicy **mpol, nodemask_t **nodemask)
2032 {
2033         int nid;
2034         int mode;
2035
2036         *mpol = get_vma_policy(vma, addr);
2037         *nodemask = NULL;
2038         mode = (*mpol)->mode;
2039
2040         if (unlikely(mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
2041                 nid = interleave_nid(*mpol, vma, addr,
2042                                         huge_page_shift(hstate_vma(vma)));
2043         } else {
2044                 nid = policy_node(gfp_flags, *mpol, numa_node_id());
2045                 if (mode == MPOL_BIND || mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
2046                         *nodemask = &(*mpol)->nodes;
2047         }
2048         return nid;
2049 }
2050
2051 /*
2052  * init_nodemask_of_mempolicy
2053  *
2054  * If the current task's mempolicy is "default" [NULL], return 'false'
2055  * to indicate default policy.  Otherwise, extract the policy nodemask
2056  * for 'bind' or 'interleave' policy into the argument nodemask, or
2057  * initialize the argument nodemask to contain the single node for
2058  * 'preferred' or 'local' policy and return 'true' to indicate presence
2059  * of non-default mempolicy.
2060  *
2061  * We don't bother with reference counting the mempolicy [mpol_get/put]
2062  * because the current task is examining it's own mempolicy and a task's
2063  * mempolicy is only ever changed by the task itself.
2064  *
2065  * N.B., it is the caller's responsibility to free a returned nodemask.
2066  */
2067 bool init_nodemask_of_mempolicy(nodemask_t *mask)
2068 {
2069         struct mempolicy *mempolicy;
2070
2071         if (!(mask && current->mempolicy))
2072                 return false;
2073
2074         task_lock(current);
2075         mempolicy = current->mempolicy;
2076         switch (mempolicy->mode) {
2077         case MPOL_PREFERRED:
2078         case MPOL_PREFERRED_MANY:
2079         case MPOL_BIND:
2080         case MPOL_INTERLEAVE:
2081                 *mask = mempolicy->nodes;
2082                 break;
2083
2084         case MPOL_LOCAL:
2085                 init_nodemask_of_node(mask, numa_node_id());
2086                 break;
2087
2088         default:
2089                 BUG();
2090         }
2091         task_unlock(current);
2092
2093         return true;
2094 }
2095 #endif
2096
2097 /*
2098  * mempolicy_in_oom_domain
2099  *
2100  * If tsk's mempolicy is "bind", check for intersection between mask and
2101  * the policy nodemask. Otherwise, return true for all other policies
2102  * including "interleave", as a tsk with "interleave" policy may have
2103  * memory allocated from all nodes in system.
2104  *
2105  * Takes task_lock(tsk) to prevent freeing of its mempolicy.
2106  */
2107 bool mempolicy_in_oom_domain(struct task_struct *tsk,
2108                                         const nodemask_t *mask)
2109 {
2110         struct mempolicy *mempolicy;
2111         bool ret = true;
2112
2113         if (!mask)
2114                 return ret;
2115
2116         task_lock(tsk);
2117         mempolicy = tsk->mempolicy;
2118         if (mempolicy && mempolicy->mode == MPOL_BIND)
2119                 ret = nodes_intersects(mempolicy->nodes, *mask);
2120         task_unlock(tsk);
2121
2122         return ret;
2123 }
2124
2125 /* Allocate a page in interleaved policy.
2126    Own path because it needs to do special accounting. */
2127 static struct page *alloc_page_interleave(gfp_t gfp, unsigned order,
2128                                         unsigned nid)
2129 {
2130         struct page *page;
2131
2132         page = __alloc_pages(gfp, order, nid, NULL);
2133         /* skip NUMA_INTERLEAVE_HIT counter update if numa stats is disabled */
2134         if (!static_branch_likely(&vm_numa_stat_key))
2135                 return page;
2136         if (page && page_to_nid(page) == nid) {
2137                 preempt_disable();
2138                 __count_numa_event(page_zone(page), NUMA_INTERLEAVE_HIT);
2139                 preempt_enable();
2140         }
2141         return page;
2142 }
2143
2144 static struct page *alloc_pages_preferred_many(gfp_t gfp, unsigned int order,
2145                                                 int nid, struct mempolicy *pol)
2146 {
2147         struct page *page;
2148         gfp_t preferred_gfp;
2149
2150         /*
2151          * This is a two pass approach. The first pass will only try the
2152          * preferred nodes but skip the direct reclaim and allow the
2153          * allocation to fail, while the second pass will try all the
2154          * nodes in system.
2155          */
2156         preferred_gfp = gfp | __GFP_NOWARN;
2157         preferred_gfp &= ~(__GFP_DIRECT_RECLAIM | __GFP_NOFAIL);
2158         page = __alloc_pages(preferred_gfp, order, nid, &pol->nodes);
2159         if (!page)
2160                 page = __alloc_pages(gfp, order, nid, NULL);
2161
2162         return page;
2163 }
2164
2165 /**
2166  * vma_alloc_folio - Allocate a folio for a VMA.
2167  * @gfp: GFP flags.
2168  * @order: Order of the folio.
2169  * @vma: Pointer to VMA or NULL if not available.
2170  * @addr: Virtual address of the allocation.  Must be inside @vma.
2171  * @hugepage: For hugepages try only the preferred node if possible.
2172  *
2173  * Allocate a folio for a specific address in @vma, using the appropriate
2174  * NUMA policy.  When @vma is not NULL the caller must hold the mmap_lock
2175  * of the mm_struct of the VMA to prevent it from going away.  Should be
2176  * used for all allocations for folios that will be mapped into user space.
2177  *
2178  * Return: The folio on success or NULL if allocation fails.
2179  */
2180 struct folio *vma_alloc_folio(gfp_t gfp, int order, struct vm_area_struct *vma,
2181                 unsigned long addr, bool hugepage)
2182 {
2183         struct mempolicy *pol;
2184         int node = numa_node_id();
2185         struct folio *folio;
2186         int preferred_nid;
2187         nodemask_t *nmask;
2188
2189         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2190
2191         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
2192                 struct page *page;
2193                 unsigned nid;
2194
2195                 nid = interleave_nid(pol, vma, addr, PAGE_SHIFT + order);
2196                 mpol_cond_put(pol);
2197                 gfp |= __GFP_COMP;
2198                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, nid);
2199                 folio = (struct folio *)page;
2200                 if (folio && order > 1)
2201                         folio_prep_large_rmappable(folio);
2202                 goto out;
2203         }
2204
2205         if (pol->mode == MPOL_PREFERRED_MANY) {
2206                 struct page *page;
2207
2208                 node = policy_node(gfp, pol, node);
2209                 gfp |= __GFP_COMP;
2210                 page = alloc_pages_preferred_many(gfp, order, node, pol);
2211                 mpol_cond_put(pol);
2212                 folio = (struct folio *)page;
2213                 if (folio && order > 1)
2214                         folio_prep_large_rmappable(folio);
2215                 goto out;
2216         }
2217
2218         if (unlikely(IS_ENABLED(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) && hugepage)) {
2219                 int hpage_node = node;
2220
2221                 /*
2222                  * For hugepage allocation and non-interleave policy which
2223                  * allows the current node (or other explicitly preferred
2224                  * node) we only try to allocate from the current/preferred
2225                  * node and don't fall back to other nodes, as the cost of
2226                  * remote accesses would likely offset THP benefits.
2227                  *
2228                  * If the policy is interleave or does not allow the current
2229                  * node in its nodemask, we allocate the standard way.
2230                  */
2231                 if (pol->mode == MPOL_PREFERRED)
2232                         hpage_node = first_node(pol->nodes);
2233
2234                 nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2235                 if (!nmask || node_isset(hpage_node, *nmask)) {
2236                         mpol_cond_put(pol);
2237                         /*
2238                          * First, try to allocate THP only on local node, but
2239                          * don't reclaim unnecessarily, just compact.
2240                          */
2241                         folio = __folio_alloc_node(gfp | __GFP_THISNODE |
2242                                         __GFP_NORETRY, order, hpage_node);
2243
2244                         /*
2245                          * If hugepage allocations are configured to always
2246                          * synchronous compact or the vma has been madvised
2247                          * to prefer hugepage backing, retry allowing remote
2248                          * memory with both reclaim and compact as well.
2249                          */
2250                         if (!folio && (gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM))
2251                                 folio = __folio_alloc(gfp, order, hpage_node,
2252                                                       nmask);
2253
2254                         goto out;
2255                 }
2256         }
2257
2258         nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2259         preferred_nid = policy_node(gfp, pol, node);
2260         folio = __folio_alloc(gfp, order, preferred_nid, nmask);
2261         mpol_cond_put(pol);
2262 out:
2263         return folio;
2264 }
2265 EXPORT_SYMBOL(vma_alloc_folio);
2266
2267 /**
2268  * alloc_pages - Allocate pages.
2269  * @gfp: GFP flags.
2270  * @order: Power of two of number of pages to allocate.
2271  *
2272  * Allocate 1 << @order contiguous pages.  The physical address of the
2273  * first page is naturally aligned (eg an order-3 allocation will be aligned
2274  * to a multiple of 8 * PAGE_SIZE bytes).  The NUMA policy of the current
2275  * process is honoured when in process context.
2276  *
2277  * Context: Can be called from any context, providing the appropriate GFP
2278  * flags are used.
2279  * Return: The page on success or NULL if allocation fails.
2280  */
2281 struct page *alloc_pages(gfp_t gfp, unsigned order)
2282 {
2283         struct mempolicy *pol = &default_policy;
2284         struct page *page;
2285
2286         if (!in_interrupt() && !(gfp & __GFP_THISNODE))
2287                 pol = get_task_policy(current);
2288
2289         /*
2290          * No reference counting needed for current->mempolicy
2291          * nor system default_policy
2292          */
2293         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
2294                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, interleave_nodes(pol));
2295         else if (pol->mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
2296                 page = alloc_pages_preferred_many(gfp, order,
2297                                   policy_node(gfp, pol, numa_node_id()), pol);
2298         else
2299                 page = __alloc_pages(gfp, order,
2300                                 policy_node(gfp, pol, numa_node_id()),
2301                                 policy_nodemask(gfp, pol));
2302
2303         return page;
2304 }
2305 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages);
2306
2307 struct folio *folio_alloc(gfp_t gfp, unsigned order)
2308 {
2309         struct page *page = alloc_pages(gfp | __GFP_COMP, order);
2310         struct folio *folio = (struct folio *)page;
2311
2312         if (folio && order > 1)
2313                 folio_prep_large_rmappable(folio);
2314         return folio;
2315 }
2316 EXPORT_SYMBOL(folio_alloc);
2317
2318 static unsigned long alloc_pages_bulk_array_interleave(gfp_t gfp,
2319                 struct mempolicy *pol, unsigned long nr_pages,
2320                 struct page **page_array)
2321 {
2322         int nodes;
2323         unsigned long nr_pages_per_node;
2324         int delta;
2325         int i;
2326         unsigned long nr_allocated;
2327         unsigned long total_allocated = 0;
2328
2329         nodes = nodes_weight(pol->nodes);
2330         nr_pages_per_node = nr_pages / nodes;
2331         delta = nr_pages - nodes * nr_pages_per_node;
2332
2333         for (i = 0; i < nodes; i++) {
2334                 if (delta) {
2335                         nr_allocated = __alloc_pages_bulk(gfp,
2336                                         interleave_nodes(pol), NULL,
2337                                         nr_pages_per_node + 1, NULL,
2338                                         page_array);
2339                         delta--;
2340                 } else {
2341                         nr_allocated = __alloc_pages_bulk(gfp,
2342                                         interleave_nodes(pol), NULL,
2343                                         nr_pages_per_node, NULL, page_array);
2344                 }
2345
2346                 page_array += nr_allocated;
2347                 total_allocated += nr_allocated;
2348         }
2349
2350         return total_allocated;
2351 }
2352
2353 static unsigned long alloc_pages_bulk_array_preferred_many(gfp_t gfp, int nid,
2354                 struct mempolicy *pol, unsigned long nr_pages,
2355                 struct page **page_array)
2356 {
2357         gfp_t preferred_gfp;
2358         unsigned long nr_allocated = 0;
2359
2360         preferred_gfp = gfp | __GFP_NOWARN;
2361         preferred_gfp &= ~(__GFP_DIRECT_RECLAIM | __GFP_NOFAIL);
2362
2363         nr_allocated  = __alloc_pages_bulk(preferred_gfp, nid, &pol->nodes,
2364                                            nr_pages, NULL, page_array);
2365
2366         if (nr_allocated < nr_pages)
2367                 nr_allocated += __alloc_pages_bulk(gfp, numa_node_id(), NULL,
2368                                 nr_pages - nr_allocated, NULL,
2369                                 page_array + nr_allocated);
2370         return nr_allocated;
2371 }
2372
2373 /* alloc pages bulk and mempolicy should be considered at the
2374  * same time in some situation such as vmalloc.
2375  *
2376  * It can accelerate memory allocation especially interleaving
2377  * allocate memory.
2378  */
2379 unsigned long alloc_pages_bulk_array_mempolicy(gfp_t gfp,
2380                 unsigned long nr_pages, struct page **page_array)
2381 {
2382         struct mempolicy *pol = &default_policy;
2383
2384         if (!in_interrupt() && !(gfp & __GFP_THISNODE))
2385                 pol = get_task_policy(current);
2386
2387         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
2388                 return alloc_pages_bulk_array_interleave(gfp, pol,
2389                                                          nr_pages, page_array);
2390
2391         if (pol->mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
2392                 return alloc_pages_bulk_array_preferred_many(gfp,
2393                                 numa_node_id(), pol, nr_pages, page_array);
2394
2395         return __alloc_pages_bulk(gfp, policy_node(gfp, pol, numa_node_id()),
2396                                   policy_nodemask(gfp, pol), nr_pages, NULL,
2397                                   page_array);
2398 }
2399
2400 int vma_dup_policy(struct vm_area_struct *src, struct vm_area_struct *dst)
2401 {
2402         struct mempolicy *pol = mpol_dup(vma_policy(src));
2403
2404         if (IS_ERR(pol))
2405                 return PTR_ERR(pol);
2406         dst->vm_policy = pol;
2407         return 0;
2408 }
2409
2410 /*
2411  * If mpol_dup() sees current->cpuset == cpuset_being_rebound, then it
2412  * rebinds the mempolicy its copying by calling mpol_rebind_policy()
2413  * with the mems_allowed returned by cpuset_mems_allowed().  This
2414  * keeps mempolicies cpuset relative after its cpuset moves.  See
2415  * further kernel/cpuset.c update_nodemask().
2416  *
2417  * current's mempolicy may be rebinded by the other task(the task that changes
2418  * cpuset's mems), so we needn't do rebind work for current task.
2419  */
2420
2421 /* Slow path of a mempolicy duplicate */
2422 struct mempolicy *__mpol_dup(struct mempolicy *old)
2423 {
2424         struct mempolicy *new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2425
2426         if (!new)
2427                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2428
2429         /* task's mempolicy is protected by alloc_lock */
2430         if (old == current->mempolicy) {
2431                 task_lock(current);
2432                 *new = *old;
2433                 task_unlock(current);
2434         } else
2435                 *new = *old;
2436
2437         if (current_cpuset_is_being_rebound()) {
2438                 nodemask_t mems = cpuset_mems_allowed(current);
2439                 mpol_rebind_policy(new, &mems);
2440         }
2441         atomic_set(&new->refcnt, 1);
2442         return new;
2443 }
2444
2445 /* Slow path of a mempolicy comparison */
2446 bool __mpol_equal(struct mempolicy *a, struct mempolicy *b)
2447 {
2448         if (!a || !b)
2449                 return false;
2450         if (a->mode != b->mode)
2451                 return false;
2452         if (a->flags != b->flags)
2453                 return false;
2454         if (a->home_node != b->home_node)
2455                 return false;
2456         if (mpol_store_user_nodemask(a))
2457                 if (!nodes_equal(a->w.user_nodemask, b->w.user_nodemask))
2458                         return false;
2459
2460         switch (a->mode) {
2461         case MPOL_BIND:
2462         case MPOL_INTERLEAVE:
2463         case MPOL_PREFERRED:
2464         case MPOL_PREFERRED_MANY:
2465                 return !!nodes_equal(a->nodes, b->nodes);
2466         case MPOL_LOCAL:
2467                 return true;
2468         default:
2469                 BUG();
2470                 return false;
2471         }
2472 }
2473
2474 /*
2475  * Shared memory backing store policy support.
2476  *
2477  * Remember policies even when nobody has shared memory mapped.
2478  * The policies are kept in Red-Black tree linked from the inode.
2479  * They are protected by the sp->lock rwlock, which should be held
2480  * for any accesses to the tree.
2481  */
2482
2483 /*
2484  * lookup first element intersecting start-end.  Caller holds sp->lock for
2485  * reading or for writing
2486  */
2487 static struct sp_node *
2488 sp_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long start, unsigned long end)
2489 {
2490         struct rb_node *n = sp->root.rb_node;
2491
2492         while (n) {
2493                 struct sp_node *p = rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2494
2495                 if (start >= p->end)
2496                         n = n->rb_right;
2497                 else if (end <= p->start)
2498                         n = n->rb_left;
2499                 else
2500                         break;
2501         }
2502         if (!n)
2503                 return NULL;
2504         for (;;) {
2505                 struct sp_node *w = NULL;
2506                 struct rb_node *prev = rb_prev(n);
2507                 if (!prev)
2508                         break;
2509                 w = rb_entry(prev, struct sp_node, nd);
2510                 if (w->end <= start)
2511                         break;
2512                 n = prev;
2513         }
2514         return rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2515 }
2516
2517 /*
2518  * Insert a new shared policy into the list.  Caller holds sp->lock for
2519  * writing.
2520  */
2521 static void sp_insert(struct shared_policy *sp, struct sp_node *new)
2522 {
2523         struct rb_node **p = &sp->root.rb_node;
2524         struct rb_node *parent = NULL;
2525         struct sp_node *nd;
2526
2527         while (*p) {
2528                 parent = *p;
2529                 nd = rb_entry(parent, struct sp_node, nd);
2530                 if (new->start < nd->start)
2531                         p = &(*p)->rb_left;
2532                 else if (new->end > nd->end)
2533                         p = &(*p)->rb_right;
2534                 else
2535                         BUG();
2536         }
2537         rb_link_node(&new->nd, parent, p);
2538         rb_insert_color(&new->nd, &sp->root);
2539         pr_debug("inserting %lx-%lx: %d\n", new->start, new->end,
2540                  new->policy ? new->policy->mode : 0);
2541 }
2542
2543 /* Find shared policy intersecting idx */
2544 struct mempolicy *
2545 mpol_shared_policy_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long idx)
2546 {
2547         struct mempolicy *pol = NULL;
2548         struct sp_node *sn;
2549
2550         if (!sp->root.rb_node)
2551                 return NULL;
2552         read_lock(&sp->lock);
2553         sn = sp_lookup(sp, idx, idx+1);
2554         if (sn) {
2555                 mpol_get(sn->policy);
2556                 pol = sn->policy;
2557         }
2558         read_unlock(&sp->lock);
2559         return pol;
2560 }
2561
2562 static void sp_free(struct sp_node *n)
2563 {
2564         mpol_put(n->policy);
2565         kmem_cache_free(sn_cache, n);
2566 }
2567
2568 /**
2569  * mpol_misplaced - check whether current page node is valid in policy
2570  *
2571  * @page: page to be checked
2572  * @vma: vm area where page mapped
2573  * @addr: virtual address where page mapped
2574  *
2575  * Lookup current policy node id for vma,addr and "compare to" page's
2576  * node id.  Policy determination "mimics" alloc_page_vma().
2577  * Called from fault path where we know the vma and faulting address.
2578  *
2579  * Return: NUMA_NO_NODE if the page is in a node that is valid for this
2580  * policy, or a suitable node ID to allocate a replacement page from.
2581  */
2582 int mpol_misplaced(struct page *page, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
2583 {
2584         struct mempolicy *pol;
2585         struct zoneref *z;
2586         int curnid = page_to_nid(page);
2587         unsigned long pgoff;
2588         int thiscpu = raw_smp_processor_id();
2589         int thisnid = cpu_to_node(thiscpu);
2590         int polnid = NUMA_NO_NODE;
2591         int ret = NUMA_NO_NODE;
2592
2593         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2594         if (!(pol->flags & MPOL_F_MOF))
2595                 goto out;
2596
2597         switch (pol->mode) {
2598         case MPOL_INTERLEAVE:
2599                 pgoff = vma->vm_pgoff;
2600                 pgoff += (addr - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2601                 polnid = offset_il_node(pol, pgoff);
2602                 break;
2603
2604         case MPOL_PREFERRED:
2605                 if (node_isset(curnid, pol->nodes))
2606                         goto out;
2607                 polnid = first_node(pol->nodes);
2608                 break;
2609
2610         case MPOL_LOCAL:
2611                 polnid = numa_node_id();
2612                 break;
2613
2614         case MPOL_BIND:
2615                 /* Optimize placement among multiple nodes via NUMA balancing */
2616                 if (pol->flags & MPOL_F_MORON) {
2617                         if (node_isset(thisnid, pol->nodes))
2618                                 break;
2619                         goto out;
2620                 }
2621                 fallthrough;
2622
2623         case MPOL_PREFERRED_MANY:
2624                 /*
2625                  * use current page if in policy nodemask,
2626                  * else select nearest allowed node, if any.
2627                  * If no allowed nodes, use current [!misplaced].
2628                  */
2629                 if (node_isset(curnid, pol->nodes))
2630                         goto out;
2631                 z = first_zones_zonelist(
2632                                 node_zonelist(numa_node_id(), GFP_HIGHUSER),
2633                                 gfp_zone(GFP_HIGHUSER),
2634                                 &pol->nodes);
2635                 polnid = zone_to_nid(z->zone);
2636                 break;
2637
2638         default:
2639                 BUG();
2640         }
2641
2642         /* Migrate the page towards the node whose CPU is referencing it */
2643         if (pol->flags & MPOL_F_MORON) {
2644                 polnid = thisnid;
2645
2646                 if (!should_numa_migrate_memory(current, page, curnid, thiscpu))
2647                         goto out;
2648         }
2649
2650         if (curnid != polnid)
2651                 ret = polnid;
2652 out:
2653         mpol_cond_put(pol);
2654
2655         return ret;
2656 }
2657
2658 /*
2659  * Drop the (possibly final) reference to task->mempolicy.  It needs to be
2660  * dropped after task->mempolicy is set to NULL so that any allocation done as
2661  * part of its kmem_cache_free(), such as by KASAN, doesn't reference a freed
2662  * policy.
2663  */
2664 void mpol_put_task_policy(struct task_struct *task)
2665 {
2666         struct mempolicy *pol;
2667
2668         task_lock(task);
2669         pol = task->mempolicy;
2670         task->mempolicy = NULL;
2671         task_unlock(task);
2672         mpol_put(pol);
2673 }
2674
2675 static void sp_delete(struct shared_policy *sp, struct sp_node *n)
2676 {
2677         pr_debug("deleting %lx-l%lx\n", n->start, n->end);
2678         rb_erase(&n->nd, &sp->root);
2679         sp_free(n);
2680 }
2681
2682 static void sp_node_init(struct sp_node *node, unsigned long start,
2683                         unsigned long end, struct mempolicy *pol)
2684 {
2685         node->start = start;
2686         node->end = end;
2687         node->policy = pol;
2688 }
2689
2690 static struct sp_node *sp_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
2691                                 struct mempolicy *pol)
2692 {
2693         struct sp_node *n;
2694         struct mempolicy *newpol;
2695
2696         n = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2697         if (!n)
2698                 return NULL;
2699
2700         newpol = mpol_dup(pol);
2701         if (IS_ERR(newpol)) {
2702                 kmem_cache_free(sn_cache, n);
2703                 return NULL;
2704         }
2705         newpol->flags |= MPOL_F_SHARED;
2706         sp_node_init(n, start, end, newpol);
2707
2708         return n;
2709 }
2710
2711 /* Replace a policy range. */
2712 static int shared_policy_replace(struct shared_policy *sp, unsigned long start,
2713                                  unsigned long end, struct sp_node *new)
2714 {
2715         struct sp_node *n;
2716         struct sp_node *n_new = NULL;
2717         struct mempolicy *mpol_new = NULL;
2718         int ret = 0;
2719
2720 restart:
2721         write_lock(&sp->lock);
2722         n = sp_lookup(sp, start, end);
2723         /* Take care of old policies in the same range. */
2724         while (n && n->start < end) {
2725                 struct rb_node *next = rb_next(&n->nd);
2726                 if (n->start >= start) {
2727                         if (n->end <= end)
2728                                 sp_delete(sp, n);
2729                         else
2730                                 n->start = end;
2731                 } else {
2732                         /* Old policy spanning whole new range. */
2733                         if (n->end > end) {
2734                                 if (!n_new)
2735                                         goto alloc_new;
2736
2737                                 *mpol_new = *n->policy;
2738                                 atomic_set(&mpol_new->refcnt, 1);
2739                                 sp_node_init(n_new, end, n->end, mpol_new);
2740                                 n->end = start;
2741                                 sp_insert(sp, n_new);
2742                                 n_new = NULL;
2743                                 mpol_new = NULL;
2744                                 break;
2745                         } else
2746                                 n->end = start;
2747                 }
2748                 if (!next)
2749                         break;
2750                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2751         }
2752         if (new)
2753                 sp_insert(sp, new);
2754         write_unlock(&sp->lock);
2755         ret = 0;
2756
2757 err_out:
2758         if (mpol_new)
2759                 mpol_put(mpol_new);
2760         if (n_new)
2761                 kmem_cache_free(sn_cache, n_new);
2762
2763         return ret;
2764
2765 alloc_new:
2766         write_unlock(&sp->lock);
2767         ret = -ENOMEM;
2768         n_new = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2769         if (!n_new)
2770                 goto err_out;
2771         mpol_new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2772         if (!mpol_new)
2773                 goto err_out;
2774         atomic_set(&mpol_new->refcnt, 1);
2775         goto restart;
2776 }
2777
2778 /**
2779  * mpol_shared_policy_init - initialize shared policy for inode
2780  * @sp: pointer to inode shared policy
2781  * @mpol:  struct mempolicy to install
2782  *
2783  * Install non-NULL @mpol in inode's shared policy rb-tree.
2784  * On entry, the current task has a reference on a non-NULL @mpol.
2785  * This must be released on exit.
2786  * This is called at get_inode() calls and we can use GFP_KERNEL.
2787  */
2788 void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *sp, struct mempolicy *mpol)
2789 {
2790         int ret;
2791
2792         sp->root = RB_ROOT;             /* empty tree == default mempolicy */
2793         rwlock_init(&sp->lock);
2794
2795         if (mpol) {
2796                 struct vm_area_struct pvma;
2797                 struct mempolicy *new;
2798                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2799
2800                 if (!scratch)
2801                         goto put_mpol;
2802                 /* contextualize the tmpfs mount point mempolicy */
2803                 new = mpol_new(mpol->mode, mpol->flags, &mpol->w.user_nodemask);
2804                 if (IS_ERR(new))
2805                         goto free_scratch; /* no valid nodemask intersection */
2806
2807                 task_lock(current);
2808                 ret = mpol_set_nodemask(new, &mpol->w.user_nodemask, scratch);
2809                 task_unlock(current);
2810                 if (ret)
2811                         goto put_new;
2812
2813                 /* Create pseudo-vma that contains just the policy */
2814                 vma_init(&pvma, NULL);
2815                 pvma.vm_end = TASK_SIZE;        /* policy covers entire file */
2816                 mpol_set_shared_policy(sp, &pvma, new); /* adds ref */
2817
2818 put_new:
2819                 mpol_put(new);                  /* drop initial ref */
2820 free_scratch:
2821                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2822 put_mpol:
2823                 mpol_put(mpol); /* drop our incoming ref on sb mpol */
2824         }
2825 }
2826
2827 int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *info,
2828                         struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *npol)
2829 {
2830         int err;
2831         struct sp_node *new = NULL;
2832         unsigned long sz = vma_pages(vma);
2833
2834         pr_debug("set_shared_policy %lx sz %lu %d %d %lx\n",
2835                  vma->vm_pgoff,
2836                  sz, npol ? npol->mode : -1,
2837                  npol ? npol->flags : -1,
2838                  npol ? nodes_addr(npol->nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
2839
2840         if (npol) {
2841                 new = sp_alloc(vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, npol);
2842                 if (!new)
2843                         return -ENOMEM;
2844         }
2845         err = shared_policy_replace(info, vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff+sz, new);
2846         if (err && new)
2847                 sp_free(new);
2848         return err;
2849 }
2850
2851 /* Free a backing policy store on inode delete. */
2852 void mpol_free_shared_policy(struct shared_policy *p)
2853 {
2854         struct sp_node *n;
2855         struct rb_node *next;
2856
2857         if (!p->root.rb_node)
2858                 return;
2859         write_lock(&p->lock);
2860         next = rb_first(&p->root);
2861         while (next) {
2862                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2863                 next = rb_next(&n->nd);
2864                 sp_delete(p, n);
2865         }
2866         write_unlock(&p->lock);
2867 }
2868
2869 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2870 static int __initdata numabalancing_override;
2871
2872 static void __init check_numabalancing_enable(void)
2873 {
2874         bool numabalancing_default = false;
2875
2876         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA_BALANCING_DEFAULT_ENABLED))
2877                 numabalancing_default = true;
2878
2879         /* Parsed by setup_numabalancing. override == 1 enables, -1 disables */
2880         if (numabalancing_override)
2881                 set_numabalancing_state(numabalancing_override == 1);
2882
2883         if (num_online_nodes() > 1 && !numabalancing_override) {
2884                 pr_info("%s automatic NUMA balancing. Configure with numa_balancing= or the kernel.numa_balancing sysctl\n",
2885                         numabalancing_default ? "Enabling" : "Disabling");
2886                 set_numabalancing_state(numabalancing_default);
2887         }
2888 }
2889
2890 static int __init setup_numabalancing(char *str)
2891 {
2892         int ret = 0;
2893         if (!str)
2894                 goto out;
2895
2896         if (!strcmp(str, "enable")) {
2897                 numabalancing_override = 1;
2898                 ret = 1;
2899         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2900                 numabalancing_override = -1;
2901                 ret = 1;
2902         }
2903 out:
2904         if (!ret)
2905                 pr_warn("Unable to parse numa_balancing=\n");
2906
2907         return ret;
2908 }
2909 __setup("numa_balancing=", setup_numabalancing);
2910 #else
2911 static inline void __init check_numabalancing_enable(void)
2912 {
2913 }
2914 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2915
2916 /* assumes fs == KERNEL_DS */
2917 void __init numa_policy_init(void)
2918 {
2919         nodemask_t interleave_nodes;
2920         unsigned long largest = 0;
2921         int nid, prefer = 0;
2922
2923         policy_cache = kmem_cache_create("numa_policy",
2924                                          sizeof(struct mempolicy),
2925                                          0, SLAB_PANIC, NULL);
2926
2927         sn_cache = kmem_cache_create("shared_policy_node",
2928                                      sizeof(struct sp_node),
2929                                      0, SLAB_PANIC, NULL);
2930
2931         for_each_node(nid) {
2932                 preferred_node_policy[nid] = (struct mempolicy) {
2933                         .refcnt = ATOMIC_INIT(1),
2934                         .mode = MPOL_PREFERRED,
2935                         .flags = MPOL_F_MOF | MPOL_F_MORON,
2936                         .nodes = nodemask_of_node(nid),
2937                 };
2938         }
2939
2940         /*
2941          * Set interleaving policy for system init. Interleaving is only
2942          * enabled across suitably sized nodes (default is >= 16MB), or
2943          * fall back to the largest node if they're all smaller.
2944          */
2945         nodes_clear(interleave_nodes);
2946         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
2947                 unsigned long total_pages = node_present_pages(nid);
2948
2949                 /* Preserve the largest node */
2950                 if (largest < total_pages) {
2951                         largest = total_pages;
2952                         prefer = nid;
2953                 }
2954
2955                 /* Interleave this node? */
2956                 if ((total_pages << PAGE_SHIFT) >= (16 << 20))
2957                         node_set(nid, interleave_nodes);
2958         }
2959
2960         /* All too small, use the largest */
2961         if (unlikely(nodes_empty(interleave_nodes)))
2962                 node_set(prefer, interleave_nodes);
2963
2964         if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, 0, &interleave_nodes))
2965                 pr_err("%s: interleaving failed\n", __func__);
2966
2967         check_numabalancing_enable();
2968 }
2969
2970 /* Reset policy of current process to default */
2971 void numa_default_policy(void)
2972 {
2973         do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, 0, NULL);
2974 }
2975
2976 /*
2977  * Parse and format mempolicy from/to strings
2978  */
2979
2980 static const char * const policy_modes[] =
2981 {
2982         [MPOL_DEFAULT]    = "default",
2983         [MPOL_PREFERRED]  = "prefer",
2984         [MPOL_BIND]       = "bind",
2985         [MPOL_INTERLEAVE] = "interleave",
2986         [MPOL_LOCAL]      = "local",
2987         [MPOL_PREFERRED_MANY]  = "prefer (many)",
2988 };
2989
2990
2991 #ifdef CONFIG_TMPFS
2992 /**
2993  * mpol_parse_str - parse string to mempolicy, for tmpfs mpol mount option.
2994  * @str:  string containing mempolicy to parse
2995  * @mpol:  pointer to struct mempolicy pointer, returned on success.
2996  *
2997  * Format of input:
2998  *      <mode>[=<flags>][:<nodelist>]
2999  *
3000  * Return: %0 on success, else %1
3001  */
3002 int mpol_parse_str(char *str, struct mempolicy **mpol)
3003 {
3004         struct mempolicy *new = NULL;
3005         unsigned short mode_flags;
3006         nodemask_t nodes;
3007         char *nodelist = strchr(str, ':');
3008         char *flags = strchr(str, '=');
3009         int err = 1, mode;
3010
3011         if (flags)
3012                 *flags++ = '\0';        /* terminate mode string */
3013
3014         if (nodelist) {
3015                 /* NUL-terminate mode or flags string */
3016                 *nodelist++ = '\0';
3017                 if (nodelist_parse(nodelist, nodes))
3018                         goto out;
3019                 if (!nodes_subset(nodes, node_states[N_MEMORY]))
3020                         goto out;
3021         } else
3022                 nodes_clear(nodes);
3023
3024         mode = match_string(policy_modes, MPOL_MAX, str);
3025         if (mode < 0)
3026                 goto out;
3027
3028         switch (mode) {
3029         case MPOL_PREFERRED:
3030                 /*
3031                  * Insist on a nodelist of one node only, although later
3032                  * we use first_node(nodes) to grab a single node, so here
3033                  * nodelist (or nodes) cannot be empty.
3034                  */
3035                 if (nodelist) {
3036                         char *rest = nodelist;
3037                         while (isdigit(*rest))
3038                                 rest++;
3039                         if (*rest)
3040                                 goto out;
3041                         if (nodes_empty(nodes))
3042                                 goto out;
3043                 }
3044                 break;
3045         case MPOL_INTERLEAVE:
3046                 /*
3047                  * Default to online nodes with memory if no nodelist
3048                  */
3049                 if (!nodelist)
3050                         nodes = node_states[N_MEMORY];
3051                 break;
3052         case MPOL_LOCAL:
3053                 /*
3054                  * Don't allow a nodelist;  mpol_new() checks flags
3055                  */
3056                 if (nodelist)
3057                         goto out;
3058                 break;
3059         case MPOL_DEFAULT:
3060                 /*
3061                  * Insist on a empty nodelist
3062                  */
3063                 if (!nodelist)
3064                         err = 0;
3065                 goto out;
3066         case MPOL_PREFERRED_MANY:
3067         case MPOL_BIND:
3068                 /*
3069                  * Insist on a nodelist
3070                  */
3071                 if (!nodelist)
3072                         goto out;
3073         }
3074
3075         mode_flags = 0;
3076         if (flags) {
3077                 /*
3078                  * Currently, we only support two mutually exclusive
3079                  * mode flags.
3080                  */
3081                 if (!strcmp(flags, "static"))
3082                         mode_flags |= MPOL_F_STATIC_NODES;
3083                 else if (!strcmp(flags, "relative"))
3084                         mode_flags |= MPOL_F_RELATIVE_NODES;
3085                 else
3086                         goto out;
3087         }
3088
3089         new = mpol_new(mode, mode_flags, &nodes);
3090         if (IS_ERR(new))
3091                 goto out;
3092
3093         /*
3094          * Save nodes for mpol_to_str() to show the tmpfs mount options
3095          * for /proc/mounts, /proc/pid/mounts and /proc/pid/mountinfo.
3096          */
3097         if (mode != MPOL_PREFERRED) {
3098                 new->nodes = nodes;
3099         } else if (nodelist) {
3100                 nodes_clear(new->nodes);
3101                 node_set(first_node(nodes), new->nodes);
3102         } else {
3103                 new->mode = MPOL_LOCAL;
3104         }
3105
3106         /*
3107          * Save nodes for contextualization: this will be used to "clone"
3108          * the mempolicy in a specific context [cpuset] at a later time.
3109          */
3110         new->w.user_nodemask = nodes;
3111
3112         err = 0;
3113
3114 out:
3115         /* Restore string for error message */
3116         if (nodelist)
3117                 *--nodelist = ':';
3118         if (flags)
3119                 *--flags = '=';
3120         if (!err)
3121                 *mpol = new;
3122         return err;
3123 }
3124 #endif /* CONFIG_TMPFS */
3125
3126 /**
3127  * mpol_to_str - format a mempolicy structure for printing
3128  * @buffer:  to contain formatted mempolicy string
3129  * @maxlen:  length of @buffer
3130  * @pol:  pointer to mempolicy to be formatted
3131  *
3132  * Convert @pol into a string.  If @buffer is too short, truncate the string.
3133  * Recommend a @maxlen of at least 32 for the longest mode, "interleave", the
3134  * longest flag, "relative", and to display at least a few node ids.
3135  */
3136 void mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol)
3137 {
3138         char *p = buffer;
3139         nodemask_t nodes = NODE_MASK_NONE;
3140         unsigned short mode = MPOL_DEFAULT;
3141         unsigned short flags = 0;
3142
3143         if (pol && pol != &default_policy && !(pol->flags & MPOL_F_MORON)) {
3144                 mode = pol->mode;
3145                 flags = pol->flags;
3146         }
3147
3148         switch (mode) {
3149         case MPOL_DEFAULT:
3150         case MPOL_LOCAL:
3151                 break;
3152         case MPOL_PREFERRED:
3153         case MPOL_PREFERRED_MANY:
3154         case MPOL_BIND:
3155         case MPOL_INTERLEAVE:
3156                 nodes = pol->nodes;
3157                 break;
3158         default:
3159                 WARN_ON_ONCE(1);
3160                 snprintf(p, maxlen, "unknown");
3161                 return;
3162         }
3163
3164         p += snprintf(p, maxlen, "%s", policy_modes[mode]);
3165
3166         if (flags & MPOL_MODE_FLAGS) {
3167                 p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "=");
3168
3169                 /*
3170                  * Currently, the only defined flags are mutually exclusive
3171                  */
3172                 if (flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
3173                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "static");
3174                 else if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
3175                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "relative");
3176         }
3177
3178         if (!nodes_empty(nodes))
3179                 p += scnprintf(p, buffer + maxlen - p, ":%*pbl",
3180                                nodemask_pr_args(&nodes));
3181 }