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