net: add {READ|WRITE}_ONCE() annotations on ->rskq_accept_head
[linux-2.6-block.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         struct vm_area_struct *prev;
414 };
415
416 /*
417  * Check if the page's nid is in qp->nmask.
418  *
419  * If MPOL_MF_INVERT is set in qp->flags, check if the nid is
420  * in the invert of qp->nmask.
421  */
422 static inline bool queue_pages_required(struct page *page,
423                                         struct queue_pages *qp)
424 {
425         int nid = page_to_nid(page);
426         unsigned long flags = qp->flags;
427
428         return node_isset(nid, *qp->nmask) == !(flags & MPOL_MF_INVERT);
429 }
430
431 /*
432  * queue_pages_pmd() has four possible return values:
433  * 0 - pages are placed on the right node or queued successfully.
434  * 1 - there is unmovable page, and MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
435  *     specified.
436  * 2 - THP was split.
437  * -EIO - is migration entry or only MPOL_MF_STRICT was specified and an
438  *        existing page was already on a node that does not follow the
439  *        policy.
440  */
441 static int queue_pages_pmd(pmd_t *pmd, spinlock_t *ptl, unsigned long addr,
442                                 unsigned long end, struct mm_walk *walk)
443 {
444         int ret = 0;
445         struct page *page;
446         struct queue_pages *qp = walk->private;
447         unsigned long flags;
448
449         if (unlikely(is_pmd_migration_entry(*pmd))) {
450                 ret = -EIO;
451                 goto unlock;
452         }
453         page = pmd_page(*pmd);
454         if (is_huge_zero_page(page)) {
455                 spin_unlock(ptl);
456                 __split_huge_pmd(walk->vma, pmd, addr, false, NULL);
457                 ret = 2;
458                 goto out;
459         }
460         if (!queue_pages_required(page, qp))
461                 goto unlock;
462
463         flags = qp->flags;
464         /* go to thp migration */
465         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
466                 if (!vma_migratable(walk->vma) ||
467                     migrate_page_add(page, qp->pagelist, flags)) {
468                         ret = 1;
469                         goto unlock;
470                 }
471         } else
472                 ret = -EIO;
473 unlock:
474         spin_unlock(ptl);
475 out:
476         return ret;
477 }
478
479 /*
480  * Scan through pages checking if pages follow certain conditions,
481  * and move them to the pagelist if they do.
482  *
483  * queue_pages_pte_range() has three possible return values:
484  * 0 - pages are placed on the right node or queued successfully.
485  * 1 - there is unmovable page, and MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
486  *     specified.
487  * -EIO - only MPOL_MF_STRICT was specified and an existing page was already
488  *        on a node that does not follow the policy.
489  */
490 static int queue_pages_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
491                         unsigned long end, struct mm_walk *walk)
492 {
493         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
494         struct page *page;
495         struct queue_pages *qp = walk->private;
496         unsigned long flags = qp->flags;
497         int ret;
498         bool has_unmovable = false;
499         pte_t *pte;
500         spinlock_t *ptl;
501
502         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
503         if (ptl) {
504                 ret = queue_pages_pmd(pmd, ptl, addr, end, walk);
505                 if (ret != 2)
506                         return ret;
507         }
508         /* THP was split, fall through to pte walk */
509
510         if (pmd_trans_unstable(pmd))
511                 return 0;
512
513         pte = pte_offset_map_lock(walk->mm, pmd, addr, &ptl);
514         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE) {
515                 if (!pte_present(*pte))
516                         continue;
517                 page = vm_normal_page(vma, addr, *pte);
518                 if (!page)
519                         continue;
520                 /*
521                  * vm_normal_page() filters out zero pages, but there might
522                  * still be PageReserved pages to skip, perhaps in a VDSO.
523                  */
524                 if (PageReserved(page))
525                         continue;
526                 if (!queue_pages_required(page, qp))
527                         continue;
528                 if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
529                         /* MPOL_MF_STRICT must be specified if we get here */
530                         if (!vma_migratable(vma)) {
531                                 has_unmovable = true;
532                                 break;
533                         }
534
535                         /*
536                          * Do not abort immediately since there may be
537                          * temporary off LRU pages in the range.  Still
538                          * need migrate other LRU pages.
539                          */
540                         if (migrate_page_add(page, qp->pagelist, flags))
541                                 has_unmovable = true;
542                 } else
543                         break;
544         }
545         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
546         cond_resched();
547
548         if (has_unmovable)
549                 return 1;
550
551         return addr != end ? -EIO : 0;
552 }
553
554 static int queue_pages_hugetlb(pte_t *pte, unsigned long hmask,
555                                unsigned long addr, unsigned long end,
556                                struct mm_walk *walk)
557 {
558 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
559         struct queue_pages *qp = walk->private;
560         unsigned long flags = qp->flags;
561         struct page *page;
562         spinlock_t *ptl;
563         pte_t entry;
564
565         ptl = huge_pte_lock(hstate_vma(walk->vma), walk->mm, pte);
566         entry = huge_ptep_get(pte);
567         if (!pte_present(entry))
568                 goto unlock;
569         page = pte_page(entry);
570         if (!queue_pages_required(page, qp))
571                 goto unlock;
572         /* With MPOL_MF_MOVE, we migrate only unshared hugepage. */
573         if (flags & (MPOL_MF_MOVE_ALL) ||
574             (flags & MPOL_MF_MOVE && page_mapcount(page) == 1))
575                 isolate_huge_page(page, qp->pagelist);
576 unlock:
577         spin_unlock(ptl);
578 #else
579         BUG();
580 #endif
581         return 0;
582 }
583
584 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
585 /*
586  * This is used to mark a range of virtual addresses to be inaccessible.
587  * These are later cleared by a NUMA hinting fault. Depending on these
588  * faults, pages may be migrated for better NUMA placement.
589  *
590  * This is assuming that NUMA faults are handled using PROT_NONE. If
591  * an architecture makes a different choice, it will need further
592  * changes to the core.
593  */
594 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
595                         unsigned long addr, unsigned long end)
596 {
597         int nr_updated;
598
599         nr_updated = change_protection(vma, addr, end, PAGE_NONE, 0, 1);
600         if (nr_updated)
601                 count_vm_numa_events(NUMA_PTE_UPDATES, nr_updated);
602
603         return nr_updated;
604 }
605 #else
606 static unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
607                         unsigned long addr, unsigned long end)
608 {
609         return 0;
610 }
611 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
612
613 static int queue_pages_test_walk(unsigned long start, unsigned long end,
614                                 struct mm_walk *walk)
615 {
616         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
617         struct queue_pages *qp = walk->private;
618         unsigned long endvma = vma->vm_end;
619         unsigned long flags = qp->flags;
620
621         /*
622          * Need check MPOL_MF_STRICT to return -EIO if possible
623          * regardless of vma_migratable
624          */
625         if (!vma_migratable(vma) &&
626             !(flags & MPOL_MF_STRICT))
627                 return 1;
628
629         if (endvma > end)
630                 endvma = end;
631         if (vma->vm_start > start)
632                 start = vma->vm_start;
633
634         if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK)) {
635                 if (!vma->vm_next && vma->vm_end < end)
636                         return -EFAULT;
637                 if (qp->prev && qp->prev->vm_end < vma->vm_start)
638                         return -EFAULT;
639         }
640
641         qp->prev = vma;
642
643         if (flags & MPOL_MF_LAZY) {
644                 /* Similar to task_numa_work, skip inaccessible VMAs */
645                 if (!is_vm_hugetlb_page(vma) &&
646                         (vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE)) &&
647                         !(vma->vm_flags & VM_MIXEDMAP))
648                         change_prot_numa(vma, start, endvma);
649                 return 1;
650         }
651
652         /* queue pages from current vma */
653         if (flags & MPOL_MF_VALID)
654                 return 0;
655         return 1;
656 }
657
658 static const struct mm_walk_ops queue_pages_walk_ops = {
659         .hugetlb_entry          = queue_pages_hugetlb,
660         .pmd_entry              = queue_pages_pte_range,
661         .test_walk              = queue_pages_test_walk,
662 };
663
664 /*
665  * Walk through page tables and collect pages to be migrated.
666  *
667  * If pages found in a given range are on a set of nodes (determined by
668  * @nodes and @flags,) it's isolated and queued to the pagelist which is
669  * passed via @private.
670  *
671  * queue_pages_range() has three possible return values:
672  * 1 - there is unmovable page, but MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
673  *     specified.
674  * 0 - queue pages successfully or no misplaced page.
675  * -EIO - there is misplaced page and only MPOL_MF_STRICT was specified.
676  */
677 static int
678 queue_pages_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start, unsigned long end,
679                 nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
680                 struct list_head *pagelist)
681 {
682         struct queue_pages qp = {
683                 .pagelist = pagelist,
684                 .flags = flags,
685                 .nmask = nodes,
686                 .prev = NULL,
687         };
688
689         return walk_page_range(mm, start, end, &queue_pages_walk_ops, &qp);
690 }
691
692 /*
693  * Apply policy to a single VMA
694  * This must be called with the mmap_sem held for writing.
695  */
696 static int vma_replace_policy(struct vm_area_struct *vma,
697                                                 struct mempolicy *pol)
698 {
699         int err;
700         struct mempolicy *old;
701         struct mempolicy *new;
702
703         pr_debug("vma %lx-%lx/%lx vm_ops %p vm_file %p set_policy %p\n",
704                  vma->vm_start, vma->vm_end, vma->vm_pgoff,
705                  vma->vm_ops, vma->vm_file,
706                  vma->vm_ops ? vma->vm_ops->set_policy : NULL);
707
708         new = mpol_dup(pol);
709         if (IS_ERR(new))
710                 return PTR_ERR(new);
711
712         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->set_policy) {
713                 err = vma->vm_ops->set_policy(vma, new);
714                 if (err)
715                         goto err_out;
716         }
717
718         old = vma->vm_policy;
719         vma->vm_policy = new; /* protected by mmap_sem */
720         mpol_put(old);
721
722         return 0;
723  err_out:
724         mpol_put(new);
725         return err;
726 }
727
728 /* Step 2: apply policy to a range and do splits. */
729 static int mbind_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
730                        unsigned long end, struct mempolicy *new_pol)
731 {
732         struct vm_area_struct *next;
733         struct vm_area_struct *prev;
734         struct vm_area_struct *vma;
735         int err = 0;
736         pgoff_t pgoff;
737         unsigned long vmstart;
738         unsigned long vmend;
739
740         vma = find_vma(mm, start);
741         if (!vma || vma->vm_start > start)
742                 return -EFAULT;
743
744         prev = vma->vm_prev;
745         if (start > vma->vm_start)
746                 prev = vma;
747
748         for (; vma && vma->vm_start < end; prev = vma, vma = next) {
749                 next = vma->vm_next;
750                 vmstart = max(start, vma->vm_start);
751                 vmend   = min(end, vma->vm_end);
752
753                 if (mpol_equal(vma_policy(vma), new_pol))
754                         continue;
755
756                 pgoff = vma->vm_pgoff +
757                         ((vmstart - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
758                 prev = vma_merge(mm, prev, vmstart, vmend, vma->vm_flags,
759                                  vma->anon_vma, vma->vm_file, pgoff,
760                                  new_pol, vma->vm_userfaultfd_ctx);
761                 if (prev) {
762                         vma = prev;
763                         next = vma->vm_next;
764                         if (mpol_equal(vma_policy(vma), new_pol))
765                                 continue;
766                         /* vma_merge() joined vma && vma->next, case 8 */
767                         goto replace;
768                 }
769                 if (vma->vm_start != vmstart) {
770                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmstart, 1);
771                         if (err)
772                                 goto out;
773                 }
774                 if (vma->vm_end != vmend) {
775                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmend, 0);
776                         if (err)
777                                 goto out;
778                 }
779  replace:
780                 err = vma_replace_policy(vma, new_pol);
781                 if (err)
782                         goto out;
783         }
784
785  out:
786         return err;
787 }
788
789 /* Set the process memory policy */
790 static long do_set_mempolicy(unsigned short mode, unsigned short flags,
791                              nodemask_t *nodes)
792 {
793         struct mempolicy *new, *old;
794         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
795         int ret;
796
797         if (!scratch)
798                 return -ENOMEM;
799
800         new = mpol_new(mode, flags, nodes);
801         if (IS_ERR(new)) {
802                 ret = PTR_ERR(new);
803                 goto out;
804         }
805
806         task_lock(current);
807         ret = mpol_set_nodemask(new, nodes, scratch);
808         if (ret) {
809                 task_unlock(current);
810                 mpol_put(new);
811                 goto out;
812         }
813         old = current->mempolicy;
814         current->mempolicy = new;
815         if (new && new->mode == MPOL_INTERLEAVE)
816                 current->il_prev = MAX_NUMNODES-1;
817         task_unlock(current);
818         mpol_put(old);
819         ret = 0;
820 out:
821         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
822         return ret;
823 }
824
825 /*
826  * Return nodemask for policy for get_mempolicy() query
827  *
828  * Called with task's alloc_lock held
829  */
830 static void get_policy_nodemask(struct mempolicy *p, nodemask_t *nodes)
831 {
832         nodes_clear(*nodes);
833         if (p == &default_policy)
834                 return;
835
836         switch (p->mode) {
837         case MPOL_BIND:
838                 /* Fall through */
839         case MPOL_INTERLEAVE:
840                 *nodes = p->v.nodes;
841                 break;
842         case MPOL_PREFERRED:
843                 if (!(p->flags & MPOL_F_LOCAL))
844                         node_set(p->v.preferred_node, *nodes);
845                 /* else return empty node mask for local allocation */
846                 break;
847         default:
848                 BUG();
849         }
850 }
851
852 static int lookup_node(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
853 {
854         struct page *p;
855         int err;
856
857         int locked = 1;
858         err = get_user_pages_locked(addr & PAGE_MASK, 1, 0, &p, &locked);
859         if (err >= 0) {
860                 err = page_to_nid(p);
861                 put_page(p);
862         }
863         if (locked)
864                 up_read(&mm->mmap_sem);
865         return err;
866 }
867
868 /* Retrieve NUMA policy */
869 static long do_get_mempolicy(int *policy, nodemask_t *nmask,
870                              unsigned long addr, unsigned long flags)
871 {
872         int err;
873         struct mm_struct *mm = current->mm;
874         struct vm_area_struct *vma = NULL;
875         struct mempolicy *pol = current->mempolicy, *pol_refcount = NULL;
876
877         if (flags &
878                 ~(unsigned long)(MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR|MPOL_F_MEMS_ALLOWED))
879                 return -EINVAL;
880
881         if (flags & MPOL_F_MEMS_ALLOWED) {
882                 if (flags & (MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR))
883                         return -EINVAL;
884                 *policy = 0;    /* just so it's initialized */
885                 task_lock(current);
886                 *nmask  = cpuset_current_mems_allowed;
887                 task_unlock(current);
888                 return 0;
889         }
890
891         if (flags & MPOL_F_ADDR) {
892                 /*
893                  * Do NOT fall back to task policy if the
894                  * vma/shared policy at addr is NULL.  We
895                  * want to return MPOL_DEFAULT in this case.
896                  */
897                 down_read(&mm->mmap_sem);
898                 vma = find_vma_intersection(mm, addr, addr+1);
899                 if (!vma) {
900                         up_read(&mm->mmap_sem);
901                         return -EFAULT;
902                 }
903                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy)
904                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
905                 else
906                         pol = vma->vm_policy;
907         } else if (addr)
908                 return -EINVAL;
909
910         if (!pol)
911                 pol = &default_policy;  /* indicates default behavior */
912
913         if (flags & MPOL_F_NODE) {
914                 if (flags & MPOL_F_ADDR) {
915                         /*
916                          * Take a refcount on the mpol, lookup_node()
917                          * wil drop the mmap_sem, so after calling
918                          * lookup_node() only "pol" remains valid, "vma"
919                          * is stale.
920                          */
921                         pol_refcount = pol;
922                         vma = NULL;
923                         mpol_get(pol);
924                         err = lookup_node(mm, addr);
925                         if (err < 0)
926                                 goto out;
927                         *policy = err;
928                 } else if (pol == current->mempolicy &&
929                                 pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
930                         *policy = next_node_in(current->il_prev, pol->v.nodes);
931                 } else {
932                         err = -EINVAL;
933                         goto out;
934                 }
935         } else {
936                 *policy = pol == &default_policy ? MPOL_DEFAULT :
937                                                 pol->mode;
938                 /*
939                  * Internal mempolicy flags must be masked off before exposing
940                  * the policy to userspace.
941                  */
942                 *policy |= (pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS);
943         }
944
945         err = 0;
946         if (nmask) {
947                 if (mpol_store_user_nodemask(pol)) {
948                         *nmask = pol->w.user_nodemask;
949                 } else {
950                         task_lock(current);
951                         get_policy_nodemask(pol, nmask);
952                         task_unlock(current);
953                 }
954         }
955
956  out:
957         mpol_cond_put(pol);
958         if (vma)
959                 up_read(&mm->mmap_sem);
960         if (pol_refcount)
961                 mpol_put(pol_refcount);
962         return err;
963 }
964
965 #ifdef CONFIG_MIGRATION
966 /*
967  * page migration, thp tail pages can be passed.
968  */
969 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
970                                 unsigned long flags)
971 {
972         struct page *head = compound_head(page);
973         /*
974          * Avoid migrating a page that is shared with others.
975          */
976         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) || page_mapcount(head) == 1) {
977                 if (!isolate_lru_page(head)) {
978                         list_add_tail(&head->lru, pagelist);
979                         mod_node_page_state(page_pgdat(head),
980                                 NR_ISOLATED_ANON + page_is_file_cache(head),
981                                 hpage_nr_pages(head));
982                 } else if (flags & MPOL_MF_STRICT) {
983                         /*
984                          * Non-movable page may reach here.  And, there may be
985                          * temporary off LRU pages or non-LRU movable pages.
986                          * Treat them as unmovable pages since they can't be
987                          * isolated, so they can't be moved at the moment.  It
988                          * should return -EIO for this case too.
989                          */
990                         return -EIO;
991                 }
992         }
993
994         return 0;
995 }
996
997 /* page allocation callback for NUMA node migration */
998 struct page *alloc_new_node_page(struct page *page, unsigned long node)
999 {
1000         if (PageHuge(page))
1001                 return alloc_huge_page_node(page_hstate(compound_head(page)),
1002                                         node);
1003         else if (PageTransHuge(page)) {
1004                 struct page *thp;
1005
1006                 thp = alloc_pages_node(node,
1007                         (GFP_TRANSHUGE | __GFP_THISNODE),
1008                         HPAGE_PMD_ORDER);
1009                 if (!thp)
1010                         return NULL;
1011                 prep_transhuge_page(thp);
1012                 return thp;
1013         } else
1014                 return __alloc_pages_node(node, GFP_HIGHUSER_MOVABLE |
1015                                                     __GFP_THISNODE, 0);
1016 }
1017
1018 /*
1019  * Migrate pages from one node to a target node.
1020  * Returns error or the number of pages not migrated.
1021  */
1022 static int migrate_to_node(struct mm_struct *mm, int source, int dest,
1023                            int flags)
1024 {
1025         nodemask_t nmask;
1026         LIST_HEAD(pagelist);
1027         int err = 0;
1028
1029         nodes_clear(nmask);
1030         node_set(source, nmask);
1031
1032         /*
1033          * This does not "check" the range but isolates all pages that
1034          * need migration.  Between passing in the full user address
1035          * space range and MPOL_MF_DISCONTIG_OK, this call can not fail.
1036          */
1037         VM_BUG_ON(!(flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)));
1038         queue_pages_range(mm, mm->mmap->vm_start, mm->task_size, &nmask,
1039                         flags | MPOL_MF_DISCONTIG_OK, &pagelist);
1040
1041         if (!list_empty(&pagelist)) {
1042                 err = migrate_pages(&pagelist, alloc_new_node_page, NULL, dest,
1043                                         MIGRATE_SYNC, MR_SYSCALL);
1044                 if (err)
1045                         putback_movable_pages(&pagelist);
1046         }
1047
1048         return err;
1049 }
1050
1051 /*
1052  * Move pages between the two nodesets so as to preserve the physical
1053  * layout as much as possible.
1054  *
1055  * Returns the number of page that could not be moved.
1056  */
1057 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1058                      const nodemask_t *to, int flags)
1059 {
1060         int busy = 0;
1061         int err;
1062         nodemask_t tmp;
1063
1064         err = migrate_prep();
1065         if (err)
1066                 return err;
1067
1068         down_read(&mm->mmap_sem);
1069
1070         /*
1071          * Find a 'source' bit set in 'tmp' whose corresponding 'dest'
1072          * bit in 'to' is not also set in 'tmp'.  Clear the found 'source'
1073          * bit in 'tmp', and return that <source, dest> pair for migration.
1074          * The pair of nodemasks 'to' and 'from' define the map.
1075          *
1076          * If no pair of bits is found that way, fallback to picking some
1077          * pair of 'source' and 'dest' bits that are not the same.  If the
1078          * 'source' and 'dest' bits are the same, this represents a node
1079          * that will be migrating to itself, so no pages need move.
1080          *
1081          * If no bits are left in 'tmp', or if all remaining bits left
1082          * in 'tmp' correspond to the same bit in 'to', return false
1083          * (nothing left to migrate).
1084          *
1085          * This lets us pick a pair of nodes to migrate between, such that
1086          * if possible the dest node is not already occupied by some other
1087          * source node, minimizing the risk of overloading the memory on a
1088          * node that would happen if we migrated incoming memory to a node
1089          * before migrating outgoing memory source that same node.
1090          *
1091          * A single scan of tmp is sufficient.  As we go, we remember the
1092          * most recent <s, d> pair that moved (s != d).  If we find a pair
1093          * that not only moved, but what's better, moved to an empty slot
1094          * (d is not set in tmp), then we break out then, with that pair.
1095          * Otherwise when we finish scanning from_tmp, we at least have the
1096          * most recent <s, d> pair that moved.  If we get all the way through
1097          * the scan of tmp without finding any node that moved, much less
1098          * moved to an empty node, then there is nothing left worth migrating.
1099          */
1100
1101         tmp = *from;
1102         while (!nodes_empty(tmp)) {
1103                 int s,d;
1104                 int source = NUMA_NO_NODE;
1105                 int dest = 0;
1106
1107                 for_each_node_mask(s, tmp) {
1108
1109                         /*
1110                          * do_migrate_pages() tries to maintain the relative
1111                          * node relationship of the pages established between
1112                          * threads and memory areas.
1113                          *
1114                          * However if the number of source nodes is not equal to
1115                          * the number of destination nodes we can not preserve
1116                          * this node relative relationship.  In that case, skip
1117                          * copying memory from a node that is in the destination
1118                          * mask.
1119                          *
1120                          * Example: [2,3,4] -> [3,4,5] moves everything.
1121                          *          [0-7] - > [3,4,5] moves only 0,1,2,6,7.
1122                          */
1123
1124                         if ((nodes_weight(*from) != nodes_weight(*to)) &&
1125                                                 (node_isset(s, *to)))
1126                                 continue;
1127
1128                         d = node_remap(s, *from, *to);
1129                         if (s == d)
1130                                 continue;
1131
1132                         source = s;     /* Node moved. Memorize */
1133                         dest = d;
1134
1135                         /* dest not in remaining from nodes? */
1136                         if (!node_isset(dest, tmp))
1137                                 break;
1138                 }
1139                 if (source == NUMA_NO_NODE)
1140                         break;
1141
1142                 node_clear(source, tmp);
1143                 err = migrate_to_node(mm, source, dest, flags);
1144                 if (err > 0)
1145                         busy += err;
1146                 if (err < 0)
1147                         break;
1148         }
1149         up_read(&mm->mmap_sem);
1150         if (err < 0)
1151                 return err;
1152         return busy;
1153
1154 }
1155
1156 /*
1157  * Allocate a new page for page migration based on vma policy.
1158  * Start by assuming the page is mapped by the same vma as contains @start.
1159  * Search forward from there, if not.  N.B., this assumes that the
1160  * list of pages handed to migrate_pages()--which is how we get here--
1161  * is in virtual address order.
1162  */
1163 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start)
1164 {
1165         struct vm_area_struct *vma;
1166         unsigned long uninitialized_var(address);
1167
1168         vma = find_vma(current->mm, start);
1169         while (vma) {
1170                 address = page_address_in_vma(page, vma);
1171                 if (address != -EFAULT)
1172                         break;
1173                 vma = vma->vm_next;
1174         }
1175
1176         if (PageHuge(page)) {
1177                 return alloc_huge_page_vma(page_hstate(compound_head(page)),
1178                                 vma, address);
1179         } else if (PageTransHuge(page)) {
1180                 struct page *thp;
1181
1182                 thp = alloc_hugepage_vma(GFP_TRANSHUGE, vma, address,
1183                                          HPAGE_PMD_ORDER);
1184                 if (!thp)
1185                         return NULL;
1186                 prep_transhuge_page(thp);
1187                 return thp;
1188         }
1189         /*
1190          * if !vma, alloc_page_vma() will use task or system default policy
1191          */
1192         return alloc_page_vma(GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_RETRY_MAYFAIL,
1193                         vma, address);
1194 }
1195 #else
1196
1197 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1198                                 unsigned long flags)
1199 {
1200         return -EIO;
1201 }
1202
1203 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1204                      const nodemask_t *to, int flags)
1205 {
1206         return -ENOSYS;
1207 }
1208
1209 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start)
1210 {
1211         return NULL;
1212 }
1213 #endif
1214
1215 static long do_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1216                      unsigned short mode, unsigned short mode_flags,
1217                      nodemask_t *nmask, unsigned long flags)
1218 {
1219         struct mm_struct *mm = current->mm;
1220         struct mempolicy *new;
1221         unsigned long end;
1222         int err;
1223         int ret;
1224         LIST_HEAD(pagelist);
1225
1226         if (flags & ~(unsigned long)MPOL_MF_VALID)
1227                 return -EINVAL;
1228         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1229                 return -EPERM;
1230
1231         if (start & ~PAGE_MASK)
1232                 return -EINVAL;
1233
1234         if (mode == MPOL_DEFAULT)
1235                 flags &= ~MPOL_MF_STRICT;
1236
1237         len = (len + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
1238         end = start + len;
1239
1240         if (end < start)
1241                 return -EINVAL;
1242         if (end == start)
1243                 return 0;
1244
1245         new = mpol_new(mode, mode_flags, nmask);
1246         if (IS_ERR(new))
1247                 return PTR_ERR(new);
1248
1249         if (flags & MPOL_MF_LAZY)
1250                 new->flags |= MPOL_F_MOF;
1251
1252         /*
1253          * If we are using the default policy then operation
1254          * on discontinuous address spaces is okay after all
1255          */
1256         if (!new)
1257                 flags |= MPOL_MF_DISCONTIG_OK;
1258
1259         pr_debug("mbind %lx-%lx mode:%d flags:%d nodes:%lx\n",
1260                  start, start + len, mode, mode_flags,
1261                  nmask ? nodes_addr(*nmask)[0] : NUMA_NO_NODE);
1262
1263         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
1264
1265                 err = migrate_prep();
1266                 if (err)
1267                         goto mpol_out;
1268         }
1269         {
1270                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1271                 if (scratch) {
1272                         down_write(&mm->mmap_sem);
1273                         task_lock(current);
1274                         err = mpol_set_nodemask(new, nmask, scratch);
1275                         task_unlock(current);
1276                         if (err)
1277                                 up_write(&mm->mmap_sem);
1278                 } else
1279                         err = -ENOMEM;
1280                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1281         }
1282         if (err)
1283                 goto mpol_out;
1284
1285         ret = queue_pages_range(mm, start, end, nmask,
1286                           flags | MPOL_MF_INVERT, &pagelist);
1287
1288         if (ret < 0) {
1289                 err = -EIO;
1290                 goto up_out;
1291         }
1292
1293         err = mbind_range(mm, start, end, new);
1294
1295         if (!err) {
1296                 int nr_failed = 0;
1297
1298                 if (!list_empty(&pagelist)) {
1299                         WARN_ON_ONCE(flags & MPOL_MF_LAZY);
1300                         nr_failed = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL,
1301                                 start, MIGRATE_SYNC, MR_MEMPOLICY_MBIND);
1302                         if (nr_failed)
1303                                 putback_movable_pages(&pagelist);
1304                 }
1305
1306                 if ((ret > 0) || (nr_failed && (flags & MPOL_MF_STRICT)))
1307                         err = -EIO;
1308         } else
1309                 putback_movable_pages(&pagelist);
1310
1311 up_out:
1312         up_write(&mm->mmap_sem);
1313 mpol_out:
1314         mpol_put(new);
1315         return err;
1316 }
1317
1318 /*
1319  * User space interface with variable sized bitmaps for nodelists.
1320  */
1321
1322 /* Copy a node mask from user space. */
1323 static int get_nodes(nodemask_t *nodes, const unsigned long __user *nmask,
1324                      unsigned long maxnode)
1325 {
1326         unsigned long k;
1327         unsigned long t;
1328         unsigned long nlongs;
1329         unsigned long endmask;
1330
1331         --maxnode;
1332         nodes_clear(*nodes);
1333         if (maxnode == 0 || !nmask)
1334                 return 0;
1335         if (maxnode > PAGE_SIZE*BITS_PER_BYTE)
1336                 return -EINVAL;
1337
1338         nlongs = BITS_TO_LONGS(maxnode);
1339         if ((maxnode % BITS_PER_LONG) == 0)
1340                 endmask = ~0UL;
1341         else
1342                 endmask = (1UL << (maxnode % BITS_PER_LONG)) - 1;
1343
1344         /*
1345          * When the user specified more nodes than supported just check
1346          * if the non supported part is all zero.
1347          *
1348          * If maxnode have more longs than MAX_NUMNODES, check
1349          * the bits in that area first. And then go through to
1350          * check the rest bits which equal or bigger than MAX_NUMNODES.
1351          * Otherwise, just check bits [MAX_NUMNODES, maxnode).
1352          */
1353         if (nlongs > BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES)) {
1354                 for (k = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES); k < nlongs; k++) {
1355                         if (get_user(t, nmask + k))
1356                                 return -EFAULT;
1357                         if (k == nlongs - 1) {
1358                                 if (t & endmask)
1359                                         return -EINVAL;
1360                         } else if (t)
1361                                 return -EINVAL;
1362                 }
1363                 nlongs = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES);
1364                 endmask = ~0UL;
1365         }
1366
1367         if (maxnode > MAX_NUMNODES && MAX_NUMNODES % BITS_PER_LONG != 0) {
1368                 unsigned long valid_mask = endmask;
1369
1370                 valid_mask &= ~((1UL << (MAX_NUMNODES % BITS_PER_LONG)) - 1);
1371                 if (get_user(t, nmask + nlongs - 1))
1372                         return -EFAULT;
1373                 if (t & valid_mask)
1374                         return -EINVAL;
1375         }
1376
1377         if (copy_from_user(nodes_addr(*nodes), nmask, nlongs*sizeof(unsigned long)))
1378                 return -EFAULT;
1379         nodes_addr(*nodes)[nlongs-1] &= endmask;
1380         return 0;
1381 }
1382
1383 /* Copy a kernel node mask to user space */
1384 static int copy_nodes_to_user(unsigned long __user *mask, unsigned long maxnode,
1385                               nodemask_t *nodes)
1386 {
1387         unsigned long copy = ALIGN(maxnode-1, 64) / 8;
1388         unsigned int nbytes = BITS_TO_LONGS(nr_node_ids) * sizeof(long);
1389
1390         if (copy > nbytes) {
1391                 if (copy > PAGE_SIZE)
1392                         return -EINVAL;
1393                 if (clear_user((char __user *)mask + nbytes, copy - nbytes))
1394                         return -EFAULT;
1395                 copy = nbytes;
1396         }
1397         return copy_to_user(mask, nodes_addr(*nodes), copy) ? -EFAULT : 0;
1398 }
1399
1400 static long kernel_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1401                          unsigned long mode, const unsigned long __user *nmask,
1402                          unsigned long maxnode, unsigned int flags)
1403 {
1404         nodemask_t nodes;
1405         int err;
1406         unsigned short mode_flags;
1407
1408         start = untagged_addr(start);
1409         mode_flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1410         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1411         if (mode >= MPOL_MAX)
1412                 return -EINVAL;
1413         if ((mode_flags & MPOL_F_STATIC_NODES) &&
1414             (mode_flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1415                 return -EINVAL;
1416         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1417         if (err)
1418                 return err;
1419         return do_mbind(start, len, mode, mode_flags, &nodes, flags);
1420 }
1421
1422 SYSCALL_DEFINE6(mbind, unsigned long, start, unsigned long, len,
1423                 unsigned long, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1424                 unsigned long, maxnode, unsigned int, flags)
1425 {
1426         return kernel_mbind(start, len, mode, nmask, maxnode, flags);
1427 }
1428
1429 /* Set the process memory policy */
1430 static long kernel_set_mempolicy(int mode, const unsigned long __user *nmask,
1431                                  unsigned long maxnode)
1432 {
1433         int err;
1434         nodemask_t nodes;
1435         unsigned short flags;
1436
1437         flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1438         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1439         if ((unsigned int)mode >= MPOL_MAX)
1440                 return -EINVAL;
1441         if ((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) && (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1442                 return -EINVAL;
1443         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1444         if (err)
1445                 return err;
1446         return do_set_mempolicy(mode, flags, &nodes);
1447 }
1448
1449 SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1450                 unsigned long, maxnode)
1451 {
1452         return kernel_set_mempolicy(mode, nmask, maxnode);
1453 }
1454
1455 static int kernel_migrate_pages(pid_t pid, unsigned long maxnode,
1456                                 const unsigned long __user *old_nodes,
1457                                 const unsigned long __user *new_nodes)
1458 {
1459         struct mm_struct *mm = NULL;
1460         struct task_struct *task;
1461         nodemask_t task_nodes;
1462         int err;
1463         nodemask_t *old;
1464         nodemask_t *new;
1465         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1466
1467         if (!scratch)
1468                 return -ENOMEM;
1469
1470         old = &scratch->mask1;
1471         new = &scratch->mask2;
1472
1473         err = get_nodes(old, old_nodes, maxnode);
1474         if (err)
1475                 goto out;
1476
1477         err = get_nodes(new, new_nodes, maxnode);
1478         if (err)
1479                 goto out;
1480
1481         /* Find the mm_struct */
1482         rcu_read_lock();
1483         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1484         if (!task) {
1485                 rcu_read_unlock();
1486                 err = -ESRCH;
1487                 goto out;
1488         }
1489         get_task_struct(task);
1490
1491         err = -EINVAL;
1492
1493         /*
1494          * Check if this process has the right to modify the specified process.
1495          * Use the regular "ptrace_may_access()" checks.
1496          */
1497         if (!ptrace_may_access(task, PTRACE_MODE_READ_REALCREDS)) {
1498                 rcu_read_unlock();
1499                 err = -EPERM;
1500                 goto out_put;
1501         }
1502         rcu_read_unlock();
1503
1504         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1505         /* Is the user allowed to access the target nodes? */
1506         if (!nodes_subset(*new, task_nodes) && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1507                 err = -EPERM;
1508                 goto out_put;
1509         }
1510
1511         task_nodes = cpuset_mems_allowed(current);
1512         nodes_and(*new, *new, task_nodes);
1513         if (nodes_empty(*new))
1514                 goto out_put;
1515
1516         err = security_task_movememory(task);
1517         if (err)
1518                 goto out_put;
1519
1520         mm = get_task_mm(task);
1521         put_task_struct(task);
1522
1523         if (!mm) {
1524                 err = -EINVAL;
1525                 goto out;
1526         }
1527
1528         err = do_migrate_pages(mm, old, new,
1529                 capable(CAP_SYS_NICE) ? MPOL_MF_MOVE_ALL : MPOL_MF_MOVE);
1530
1531         mmput(mm);
1532 out:
1533         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1534
1535         return err;
1536
1537 out_put:
1538         put_task_struct(task);
1539         goto out;
1540
1541 }
1542
1543 SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, pid_t, pid, unsigned long, maxnode,
1544                 const unsigned long __user *, old_nodes,
1545                 const unsigned long __user *, new_nodes)
1546 {
1547         return kernel_migrate_pages(pid, maxnode, old_nodes, new_nodes);
1548 }
1549
1550
1551 /* Retrieve NUMA policy */
1552 static int kernel_get_mempolicy(int __user *policy,
1553                                 unsigned long __user *nmask,
1554                                 unsigned long maxnode,
1555                                 unsigned long addr,
1556                                 unsigned long flags)
1557 {
1558         int err;
1559         int uninitialized_var(pval);
1560         nodemask_t nodes;
1561
1562         addr = untagged_addr(addr);
1563
1564         if (nmask != NULL && maxnode < nr_node_ids)
1565                 return -EINVAL;
1566
1567         err = do_get_mempolicy(&pval, &nodes, addr, flags);
1568
1569         if (err)
1570                 return err;
1571
1572         if (policy && put_user(pval, policy))
1573                 return -EFAULT;
1574
1575         if (nmask)
1576                 err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, &nodes);
1577
1578         return err;
1579 }
1580
1581 SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1582                 unsigned long __user *, nmask, unsigned long, maxnode,
1583                 unsigned long, addr, unsigned long, flags)
1584 {
1585         return kernel_get_mempolicy(policy, nmask, maxnode, addr, flags);
1586 }
1587
1588 #ifdef CONFIG_COMPAT
1589
1590 COMPAT_SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1591                        compat_ulong_t __user *, nmask,
1592                        compat_ulong_t, maxnode,
1593                        compat_ulong_t, addr, compat_ulong_t, flags)
1594 {
1595         long err;
1596         unsigned long __user *nm = NULL;
1597         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1598         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1599
1600         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, nr_node_ids);
1601         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1602
1603         if (nmask)
1604                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1605
1606         err = kernel_get_mempolicy(policy, nm, nr_bits+1, addr, flags);
1607
1608         if (!err && nmask) {
1609                 unsigned long copy_size;
1610                 copy_size = min_t(unsigned long, sizeof(bm), alloc_size);
1611                 err = copy_from_user(bm, nm, copy_size);
1612                 /* ensure entire bitmap is zeroed */
1613                 err |= clear_user(nmask, ALIGN(maxnode-1, 8) / 8);
1614                 err |= compat_put_bitmap(nmask, bm, nr_bits);
1615         }
1616
1617         return err;
1618 }
1619
1620 COMPAT_SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, compat_ulong_t __user *, nmask,
1621                        compat_ulong_t, maxnode)
1622 {
1623         unsigned long __user *nm = NULL;
1624         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1625         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1626
1627         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1628         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1629
1630         if (nmask) {
1631                 if (compat_get_bitmap(bm, nmask, nr_bits))
1632                         return -EFAULT;
1633                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1634                 if (copy_to_user(nm, bm, alloc_size))
1635                         return -EFAULT;
1636         }
1637
1638         return kernel_set_mempolicy(mode, nm, nr_bits+1);
1639 }
1640
1641 COMPAT_SYSCALL_DEFINE6(mbind, compat_ulong_t, start, compat_ulong_t, len,
1642                        compat_ulong_t, mode, compat_ulong_t __user *, nmask,
1643                        compat_ulong_t, maxnode, compat_ulong_t, flags)
1644 {
1645         unsigned long __user *nm = NULL;
1646         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1647         nodemask_t bm;
1648
1649         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1650         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1651
1652         if (nmask) {
1653                 if (compat_get_bitmap(nodes_addr(bm), nmask, nr_bits))
1654                         return -EFAULT;
1655                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1656                 if (copy_to_user(nm, nodes_addr(bm), alloc_size))
1657                         return -EFAULT;
1658         }
1659
1660         return kernel_mbind(start, len, mode, nm, nr_bits+1, flags);
1661 }
1662
1663 COMPAT_SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, compat_pid_t, pid,
1664                        compat_ulong_t, maxnode,
1665                        const compat_ulong_t __user *, old_nodes,
1666                        const compat_ulong_t __user *, new_nodes)
1667 {
1668         unsigned long __user *old = NULL;
1669         unsigned long __user *new = NULL;
1670         nodemask_t tmp_mask;
1671         unsigned long nr_bits;
1672         unsigned long size;
1673
1674         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode - 1, MAX_NUMNODES);
1675         size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1676         if (old_nodes) {
1677                 if (compat_get_bitmap(nodes_addr(tmp_mask), old_nodes, nr_bits))
1678                         return -EFAULT;
1679                 old = compat_alloc_user_space(new_nodes ? size * 2 : size);
1680                 if (new_nodes)
1681                         new = old + size / sizeof(unsigned long);
1682                 if (copy_to_user(old, nodes_addr(tmp_mask), size))
1683                         return -EFAULT;
1684         }
1685         if (new_nodes) {
1686                 if (compat_get_bitmap(nodes_addr(tmp_mask), new_nodes, nr_bits))
1687                         return -EFAULT;
1688                 if (new == NULL)
1689                         new = compat_alloc_user_space(size);
1690                 if (copy_to_user(new, nodes_addr(tmp_mask), size))
1691                         return -EFAULT;
1692         }
1693         return kernel_migrate_pages(pid, nr_bits + 1, old, new);
1694 }
1695
1696 #endif /* CONFIG_COMPAT */
1697
1698 struct mempolicy *__get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1699                                                 unsigned long addr)
1700 {
1701         struct mempolicy *pol = NULL;
1702
1703         if (vma) {
1704                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1705                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
1706                 } else if (vma->vm_policy) {
1707                         pol = vma->vm_policy;
1708
1709                         /*
1710                          * shmem_alloc_page() passes MPOL_F_SHARED policy with
1711                          * a pseudo vma whose vma->vm_ops=NULL. Take a reference
1712                          * count on these policies which will be dropped by
1713                          * mpol_cond_put() later
1714                          */
1715                         if (mpol_needs_cond_ref(pol))
1716                                 mpol_get(pol);
1717                 }
1718         }
1719
1720         return pol;
1721 }
1722
1723 /*
1724  * get_vma_policy(@vma, @addr)
1725  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
1726  * @addr: address in @vma for shared policy lookup
1727  *
1728  * Returns effective policy for a VMA at specified address.
1729  * Falls back to current->mempolicy or system default policy, as necessary.
1730  * Shared policies [those marked as MPOL_F_SHARED] require an extra reference
1731  * count--added by the get_policy() vm_op, as appropriate--to protect against
1732  * freeing by another task.  It is the caller's responsibility to free the
1733  * extra reference for shared policies.
1734  */
1735 static struct mempolicy *get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1736                                                 unsigned long addr)
1737 {
1738         struct mempolicy *pol = __get_vma_policy(vma, addr);
1739
1740         if (!pol)
1741                 pol = get_task_policy(current);
1742
1743         return pol;
1744 }
1745
1746 bool vma_policy_mof(struct vm_area_struct *vma)
1747 {
1748         struct mempolicy *pol;
1749
1750         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1751                 bool ret = false;
1752
1753                 pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, vma->vm_start);
1754                 if (pol && (pol->flags & MPOL_F_MOF))
1755                         ret = true;
1756                 mpol_cond_put(pol);
1757
1758                 return ret;
1759         }
1760
1761         pol = vma->vm_policy;
1762         if (!pol)
1763                 pol = get_task_policy(current);
1764
1765         return pol->flags & MPOL_F_MOF;
1766 }
1767
1768 static int apply_policy_zone(struct mempolicy *policy, enum zone_type zone)
1769 {
1770         enum zone_type dynamic_policy_zone = policy_zone;
1771
1772         BUG_ON(dynamic_policy_zone == ZONE_MOVABLE);
1773
1774         /*
1775          * if policy->v.nodes has movable memory only,
1776          * we apply policy when gfp_zone(gfp) = ZONE_MOVABLE only.
1777          *
1778          * policy->v.nodes is intersect with node_states[N_MEMORY].
1779          * so if the following test faile, it implies
1780          * policy->v.nodes has movable memory only.
1781          */
1782         if (!nodes_intersects(policy->v.nodes, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
1783                 dynamic_policy_zone = ZONE_MOVABLE;
1784
1785         return zone >= dynamic_policy_zone;
1786 }
1787
1788 /*
1789  * Return a nodemask representing a mempolicy for filtering nodes for
1790  * page allocation
1791  */
1792 static nodemask_t *policy_nodemask(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1793 {
1794         /* Lower zones don't get a nodemask applied for MPOL_BIND */
1795         if (unlikely(policy->mode == MPOL_BIND) &&
1796                         apply_policy_zone(policy, gfp_zone(gfp)) &&
1797                         cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(&policy->v.nodes))
1798                 return &policy->v.nodes;
1799
1800         return NULL;
1801 }
1802
1803 /* Return the node id preferred by the given mempolicy, or the given id */
1804 static int policy_node(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy,
1805                                                                 int nd)
1806 {
1807         if (policy->mode == MPOL_PREFERRED && !(policy->flags & MPOL_F_LOCAL))
1808                 nd = policy->v.preferred_node;
1809         else {
1810                 /*
1811                  * __GFP_THISNODE shouldn't even be used with the bind policy
1812                  * because we might easily break the expectation to stay on the
1813                  * requested node and not break the policy.
1814                  */
1815                 WARN_ON_ONCE(policy->mode == MPOL_BIND && (gfp & __GFP_THISNODE));
1816         }
1817
1818         return nd;
1819 }
1820
1821 /* Do dynamic interleaving for a process */
1822 static unsigned interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
1823 {
1824         unsigned next;
1825         struct task_struct *me = current;
1826
1827         next = next_node_in(me->il_prev, policy->v.nodes);
1828         if (next < MAX_NUMNODES)
1829                 me->il_prev = next;
1830         return next;
1831 }
1832
1833 /*
1834  * Depending on the memory policy provide a node from which to allocate the
1835  * next slab entry.
1836  */
1837 unsigned int mempolicy_slab_node(void)
1838 {
1839         struct mempolicy *policy;
1840         int node = numa_mem_id();
1841
1842         if (in_interrupt())
1843                 return node;
1844
1845         policy = current->mempolicy;
1846         if (!policy || policy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1847                 return node;
1848
1849         switch (policy->mode) {
1850         case MPOL_PREFERRED:
1851                 /*
1852                  * handled MPOL_F_LOCAL above
1853                  */
1854                 return policy->v.preferred_node;
1855
1856         case MPOL_INTERLEAVE:
1857                 return interleave_nodes(policy);
1858
1859         case MPOL_BIND: {
1860                 struct zoneref *z;
1861
1862                 /*
1863                  * Follow bind policy behavior and start allocation at the
1864                  * first node.
1865                  */
1866                 struct zonelist *zonelist;
1867                 enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(GFP_KERNEL);
1868                 zonelist = &NODE_DATA(node)->node_zonelists[ZONELIST_FALLBACK];
1869                 z = first_zones_zonelist(zonelist, highest_zoneidx,
1870                                                         &policy->v.nodes);
1871                 return z->zone ? zone_to_nid(z->zone) : node;
1872         }
1873
1874         default:
1875                 BUG();
1876         }
1877 }
1878
1879 /*
1880  * Do static interleaving for a VMA with known offset @n.  Returns the n'th
1881  * node in pol->v.nodes (starting from n=0), wrapping around if n exceeds the
1882  * number of present nodes.
1883  */
1884 static unsigned offset_il_node(struct mempolicy *pol, unsigned long n)
1885 {
1886         unsigned nnodes = nodes_weight(pol->v.nodes);
1887         unsigned target;
1888         int i;
1889         int nid;
1890
1891         if (!nnodes)
1892                 return numa_node_id();
1893         target = (unsigned int)n % nnodes;
1894         nid = first_node(pol->v.nodes);
1895         for (i = 0; i < target; i++)
1896                 nid = next_node(nid, pol->v.nodes);
1897         return nid;
1898 }
1899
1900 /* Determine a node number for interleave */
1901 static inline unsigned interleave_nid(struct mempolicy *pol,
1902                  struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, int shift)
1903 {
1904         if (vma) {
1905                 unsigned long off;
1906
1907                 /*
1908                  * for small pages, there is no difference between
1909                  * shift and PAGE_SHIFT, so the bit-shift is safe.
1910                  * for huge pages, since vm_pgoff is in units of small
1911                  * pages, we need to shift off the always 0 bits to get
1912                  * a useful offset.
1913                  */
1914                 BUG_ON(shift < PAGE_SHIFT);
1915                 off = vma->vm_pgoff >> (shift - PAGE_SHIFT);
1916                 off += (addr - vma->vm_start) >> shift;
1917                 return offset_il_node(pol, off);
1918         } else
1919                 return interleave_nodes(pol);
1920 }
1921
1922 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
1923 /*
1924  * huge_node(@vma, @addr, @gfp_flags, @mpol)
1925  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
1926  * @addr: address in @vma for shared policy lookup and interleave policy
1927  * @gfp_flags: for requested zone
1928  * @mpol: pointer to mempolicy pointer for reference counted mempolicy
1929  * @nodemask: pointer to nodemask pointer for MPOL_BIND nodemask
1930  *
1931  * Returns a nid suitable for a huge page allocation and a pointer
1932  * to the struct mempolicy for conditional unref after allocation.
1933  * If the effective policy is 'BIND, returns a pointer to the mempolicy's
1934  * @nodemask for filtering the zonelist.
1935  *
1936  * Must be protected by read_mems_allowed_begin()
1937  */
1938 int huge_node(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, gfp_t gfp_flags,
1939                                 struct mempolicy **mpol, nodemask_t **nodemask)
1940 {
1941         int nid;
1942
1943         *mpol = get_vma_policy(vma, addr);
1944         *nodemask = NULL;       /* assume !MPOL_BIND */
1945
1946         if (unlikely((*mpol)->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
1947                 nid = interleave_nid(*mpol, vma, addr,
1948                                         huge_page_shift(hstate_vma(vma)));
1949         } else {
1950                 nid = policy_node(gfp_flags, *mpol, numa_node_id());
1951                 if ((*mpol)->mode == MPOL_BIND)
1952                         *nodemask = &(*mpol)->v.nodes;
1953         }
1954         return nid;
1955 }
1956
1957 /*
1958  * init_nodemask_of_mempolicy
1959  *
1960  * If the current task's mempolicy is "default" [NULL], return 'false'
1961  * to indicate default policy.  Otherwise, extract the policy nodemask
1962  * for 'bind' or 'interleave' policy into the argument nodemask, or
1963  * initialize the argument nodemask to contain the single node for
1964  * 'preferred' or 'local' policy and return 'true' to indicate presence
1965  * of non-default mempolicy.
1966  *
1967  * We don't bother with reference counting the mempolicy [mpol_get/put]
1968  * because the current task is examining it's own mempolicy and a task's
1969  * mempolicy is only ever changed by the task itself.
1970  *
1971  * N.B., it is the caller's responsibility to free a returned nodemask.
1972  */
1973 bool init_nodemask_of_mempolicy(nodemask_t *mask)
1974 {
1975         struct mempolicy *mempolicy;
1976         int nid;
1977
1978         if (!(mask && current->mempolicy))
1979                 return false;
1980
1981         task_lock(current);
1982         mempolicy = current->mempolicy;
1983         switch (mempolicy->mode) {
1984         case MPOL_PREFERRED:
1985                 if (mempolicy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1986                         nid = numa_node_id();
1987                 else
1988                         nid = mempolicy->v.preferred_node;
1989                 init_nodemask_of_node(mask, nid);
1990                 break;
1991
1992         case MPOL_BIND:
1993                 /* Fall through */
1994         case MPOL_INTERLEAVE:
1995                 *mask =  mempolicy->v.nodes;
1996                 break;
1997
1998         default:
1999                 BUG();
2000         }
2001         task_unlock(current);
2002
2003         return true;
2004 }
2005 #endif
2006
2007 /*
2008  * mempolicy_nodemask_intersects
2009  *
2010  * If tsk's mempolicy is "default" [NULL], return 'true' to indicate default
2011  * policy.  Otherwise, check for intersection between mask and the policy
2012  * nodemask for 'bind' or 'interleave' policy.  For 'perferred' or 'local'
2013  * policy, always return true since it may allocate elsewhere on fallback.
2014  *
2015  * Takes task_lock(tsk) to prevent freeing of its mempolicy.
2016  */
2017 bool mempolicy_nodemask_intersects(struct task_struct *tsk,
2018                                         const nodemask_t *mask)
2019 {
2020         struct mempolicy *mempolicy;
2021         bool ret = true;
2022
2023         if (!mask)
2024                 return ret;
2025         task_lock(tsk);
2026         mempolicy = tsk->mempolicy;
2027         if (!mempolicy)
2028                 goto out;
2029
2030         switch (mempolicy->mode) {
2031         case MPOL_PREFERRED:
2032                 /*
2033                  * MPOL_PREFERRED and MPOL_F_LOCAL are only preferred nodes to
2034                  * allocate from, they may fallback to other nodes when oom.
2035                  * Thus, it's possible for tsk to have allocated memory from
2036                  * nodes in mask.
2037                  */
2038                 break;
2039         case MPOL_BIND:
2040         case MPOL_INTERLEAVE:
2041                 ret = nodes_intersects(mempolicy->v.nodes, *mask);
2042                 break;
2043         default:
2044                 BUG();
2045         }
2046 out:
2047         task_unlock(tsk);
2048         return ret;
2049 }
2050
2051 /* Allocate a page in interleaved policy.
2052    Own path because it needs to do special accounting. */
2053 static struct page *alloc_page_interleave(gfp_t gfp, unsigned order,
2054                                         unsigned nid)
2055 {
2056         struct page *page;
2057
2058         page = __alloc_pages(gfp, order, nid);
2059         /* skip NUMA_INTERLEAVE_HIT counter update if numa stats is disabled */
2060         if (!static_branch_likely(&vm_numa_stat_key))
2061                 return page;
2062         if (page && page_to_nid(page) == nid) {
2063                 preempt_disable();
2064                 __inc_numa_state(page_zone(page), NUMA_INTERLEAVE_HIT);
2065                 preempt_enable();
2066         }
2067         return page;
2068 }
2069
2070 /**
2071  *      alloc_pages_vma - Allocate a page for a VMA.
2072  *
2073  *      @gfp:
2074  *      %GFP_USER    user allocation.
2075  *      %GFP_KERNEL  kernel allocations,
2076  *      %GFP_HIGHMEM highmem/user allocations,
2077  *      %GFP_FS      allocation should not call back into a file system.
2078  *      %GFP_ATOMIC  don't sleep.
2079  *
2080  *      @order:Order of the GFP allocation.
2081  *      @vma:  Pointer to VMA or NULL if not available.
2082  *      @addr: Virtual Address of the allocation. Must be inside the VMA.
2083  *      @node: Which node to prefer for allocation (modulo policy).
2084  *      @hugepage: for hugepages try only the preferred node if possible
2085  *
2086  *      This function allocates a page from the kernel page pool and applies
2087  *      a NUMA policy associated with the VMA or the current process.
2088  *      When VMA is not NULL caller must hold down_read on the mmap_sem of the
2089  *      mm_struct of the VMA to prevent it from going away. Should be used for
2090  *      all allocations for pages that will be mapped into user space. Returns
2091  *      NULL when no page can be allocated.
2092  */
2093 struct page *
2094 alloc_pages_vma(gfp_t gfp, int order, struct vm_area_struct *vma,
2095                 unsigned long addr, int node, bool hugepage)
2096 {
2097         struct mempolicy *pol;
2098         struct page *page;
2099         int preferred_nid;
2100         nodemask_t *nmask;
2101
2102         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2103
2104         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
2105                 unsigned nid;
2106
2107                 nid = interleave_nid(pol, vma, addr, PAGE_SHIFT + order);
2108                 mpol_cond_put(pol);
2109                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, nid);
2110                 goto out;
2111         }
2112
2113         if (unlikely(IS_ENABLED(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) && hugepage)) {
2114                 int hpage_node = node;
2115
2116                 /*
2117                  * For hugepage allocation and non-interleave policy which
2118                  * allows the current node (or other explicitly preferred
2119                  * node) we only try to allocate from the current/preferred
2120                  * node and don't fall back to other nodes, as the cost of
2121                  * remote accesses would likely offset THP benefits.
2122                  *
2123                  * If the policy is interleave, or does not allow the current
2124                  * node in its nodemask, we allocate the standard way.
2125                  */
2126                 if (pol->mode == MPOL_PREFERRED && !(pol->flags & MPOL_F_LOCAL))
2127                         hpage_node = pol->v.preferred_node;
2128
2129                 nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2130                 if (!nmask || node_isset(hpage_node, *nmask)) {
2131                         mpol_cond_put(pol);
2132                         page = __alloc_pages_node(hpage_node,
2133                                                 gfp | __GFP_THISNODE, order);
2134
2135                         /*
2136                          * If hugepage allocations are configured to always
2137                          * synchronous compact or the vma has been madvised
2138                          * to prefer hugepage backing, retry allowing remote
2139                          * memory as well.
2140                          */
2141                         if (!page && (gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM))
2142                                 page = __alloc_pages_node(hpage_node,
2143                                                 gfp | __GFP_NORETRY, order);
2144
2145                         goto out;
2146                 }
2147         }
2148
2149         nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2150         preferred_nid = policy_node(gfp, pol, node);
2151         page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order, preferred_nid, nmask);
2152         mpol_cond_put(pol);
2153 out:
2154         return page;
2155 }
2156 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_vma);
2157
2158 /**
2159  *      alloc_pages_current - Allocate pages.
2160  *
2161  *      @gfp:
2162  *              %GFP_USER   user allocation,
2163  *              %GFP_KERNEL kernel allocation,
2164  *              %GFP_HIGHMEM highmem allocation,
2165  *              %GFP_FS     don't call back into a file system.
2166  *              %GFP_ATOMIC don't sleep.
2167  *      @order: Power of two of allocation size in pages. 0 is a single page.
2168  *
2169  *      Allocate a page from the kernel page pool.  When not in
2170  *      interrupt context and apply the current process NUMA policy.
2171  *      Returns NULL when no page can be allocated.
2172  */
2173 struct page *alloc_pages_current(gfp_t gfp, unsigned order)
2174 {
2175         struct mempolicy *pol = &default_policy;
2176         struct page *page;
2177
2178         if (!in_interrupt() && !(gfp & __GFP_THISNODE))
2179                 pol = get_task_policy(current);
2180
2181         /*
2182          * No reference counting needed for current->mempolicy
2183          * nor system default_policy
2184          */
2185         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
2186                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, interleave_nodes(pol));
2187         else
2188                 page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order,
2189                                 policy_node(gfp, pol, numa_node_id()),
2190                                 policy_nodemask(gfp, pol));
2191
2192         return page;
2193 }
2194 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_current);
2195
2196 int vma_dup_policy(struct vm_area_struct *src, struct vm_area_struct *dst)
2197 {
2198         struct mempolicy *pol = mpol_dup(vma_policy(src));
2199
2200         if (IS_ERR(pol))
2201                 return PTR_ERR(pol);
2202         dst->vm_policy = pol;
2203         return 0;
2204 }
2205
2206 /*
2207  * If mpol_dup() sees current->cpuset == cpuset_being_rebound, then it
2208  * rebinds the mempolicy its copying by calling mpol_rebind_policy()
2209  * with the mems_allowed returned by cpuset_mems_allowed().  This
2210  * keeps mempolicies cpuset relative after its cpuset moves.  See
2211  * further kernel/cpuset.c update_nodemask().
2212  *
2213  * current's mempolicy may be rebinded by the other task(the task that changes
2214  * cpuset's mems), so we needn't do rebind work for current task.
2215  */
2216
2217 /* Slow path of a mempolicy duplicate */
2218 struct mempolicy *__mpol_dup(struct mempolicy *old)
2219 {
2220         struct mempolicy *new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2221
2222         if (!new)
2223                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2224
2225         /* task's mempolicy is protected by alloc_lock */
2226         if (old == current->mempolicy) {
2227                 task_lock(current);
2228                 *new = *old;
2229                 task_unlock(current);
2230         } else
2231                 *new = *old;
2232
2233         if (current_cpuset_is_being_rebound()) {
2234                 nodemask_t mems = cpuset_mems_allowed(current);
2235                 mpol_rebind_policy(new, &mems);
2236         }
2237         atomic_set(&new->refcnt, 1);
2238         return new;
2239 }
2240
2241 /* Slow path of a mempolicy comparison */
2242 bool __mpol_equal(struct mempolicy *a, struct mempolicy *b)
2243 {
2244         if (!a || !b)
2245                 return false;
2246         if (a->mode != b->mode)
2247                 return false;
2248         if (a->flags != b->flags)
2249                 return false;
2250         if (mpol_store_user_nodemask(a))
2251                 if (!nodes_equal(a->w.user_nodemask, b->w.user_nodemask))
2252                         return false;
2253
2254         switch (a->mode) {
2255         case MPOL_BIND:
2256                 /* Fall through */
2257         case MPOL_INTERLEAVE:
2258                 return !!nodes_equal(a->v.nodes, b->v.nodes);
2259         case MPOL_PREFERRED:
2260                 /* a's ->flags is the same as b's */
2261                 if (a->flags & MPOL_F_LOCAL)
2262                         return true;
2263                 return a->v.preferred_node == b->v.preferred_node;
2264         default:
2265                 BUG();
2266                 return false;
2267         }
2268 }
2269
2270 /*
2271  * Shared memory backing store policy support.
2272  *
2273  * Remember policies even when nobody has shared memory mapped.
2274  * The policies are kept in Red-Black tree linked from the inode.
2275  * They are protected by the sp->lock rwlock, which should be held
2276  * for any accesses to the tree.
2277  */
2278
2279 /*
2280  * lookup first element intersecting start-end.  Caller holds sp->lock for
2281  * reading or for writing
2282  */
2283 static struct sp_node *
2284 sp_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long start, unsigned long end)
2285 {
2286         struct rb_node *n = sp->root.rb_node;
2287
2288         while (n) {
2289                 struct sp_node *p = rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2290
2291                 if (start >= p->end)
2292                         n = n->rb_right;
2293                 else if (end <= p->start)
2294                         n = n->rb_left;
2295                 else
2296                         break;
2297         }
2298         if (!n)
2299                 return NULL;
2300         for (;;) {
2301                 struct sp_node *w = NULL;
2302                 struct rb_node *prev = rb_prev(n);
2303                 if (!prev)
2304                         break;
2305                 w = rb_entry(prev, struct sp_node, nd);
2306                 if (w->end <= start)
2307                         break;
2308                 n = prev;
2309         }
2310         return rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2311 }
2312
2313 /*
2314  * Insert a new shared policy into the list.  Caller holds sp->lock for
2315  * writing.
2316  */
2317 static void sp_insert(struct shared_policy *sp, struct sp_node *new)
2318 {
2319         struct rb_node **p = &sp->root.rb_node;
2320         struct rb_node *parent = NULL;
2321         struct sp_node *nd;
2322
2323         while (*p) {
2324                 parent = *p;
2325                 nd = rb_entry(parent, struct sp_node, nd);
2326                 if (new->start < nd->start)
2327                         p = &(*p)->rb_left;
2328                 else if (new->end > nd->end)
2329                         p = &(*p)->rb_right;
2330                 else
2331                         BUG();
2332         }
2333         rb_link_node(&new->nd, parent, p);
2334         rb_insert_color(&new->nd, &sp->root);
2335         pr_debug("inserting %lx-%lx: %d\n", new->start, new->end,
2336                  new->policy ? new->policy->mode : 0);
2337 }
2338
2339 /* Find shared policy intersecting idx */
2340 struct mempolicy *
2341 mpol_shared_policy_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long idx)
2342 {
2343         struct mempolicy *pol = NULL;
2344         struct sp_node *sn;
2345
2346         if (!sp->root.rb_node)
2347                 return NULL;
2348         read_lock(&sp->lock);
2349         sn = sp_lookup(sp, idx, idx+1);
2350         if (sn) {
2351                 mpol_get(sn->policy);
2352                 pol = sn->policy;
2353         }
2354         read_unlock(&sp->lock);
2355         return pol;
2356 }
2357
2358 static void sp_free(struct sp_node *n)
2359 {
2360         mpol_put(n->policy);
2361         kmem_cache_free(sn_cache, n);
2362 }
2363
2364 /**
2365  * mpol_misplaced - check whether current page node is valid in policy
2366  *
2367  * @page: page to be checked
2368  * @vma: vm area where page mapped
2369  * @addr: virtual address where page mapped
2370  *
2371  * Lookup current policy node id for vma,addr and "compare to" page's
2372  * node id.
2373  *
2374  * Returns:
2375  *      -1      - not misplaced, page is in the right node
2376  *      node    - node id where the page should be
2377  *
2378  * Policy determination "mimics" alloc_page_vma().
2379  * Called from fault path where we know the vma and faulting address.
2380  */
2381 int mpol_misplaced(struct page *page, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
2382 {
2383         struct mempolicy *pol;
2384         struct zoneref *z;
2385         int curnid = page_to_nid(page);
2386         unsigned long pgoff;
2387         int thiscpu = raw_smp_processor_id();
2388         int thisnid = cpu_to_node(thiscpu);
2389         int polnid = NUMA_NO_NODE;
2390         int ret = -1;
2391
2392         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2393         if (!(pol->flags & MPOL_F_MOF))
2394                 goto out;
2395
2396         switch (pol->mode) {
2397         case MPOL_INTERLEAVE:
2398                 pgoff = vma->vm_pgoff;
2399                 pgoff += (addr - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2400                 polnid = offset_il_node(pol, pgoff);
2401                 break;
2402
2403         case MPOL_PREFERRED:
2404                 if (pol->flags & MPOL_F_LOCAL)
2405                         polnid = numa_node_id();
2406                 else
2407                         polnid = pol->v.preferred_node;
2408                 break;
2409
2410         case MPOL_BIND:
2411
2412                 /*
2413                  * allows binding to multiple nodes.
2414                  * use current page if in policy nodemask,
2415                  * else select nearest allowed node, if any.
2416                  * If no allowed nodes, use current [!misplaced].
2417                  */
2418                 if (node_isset(curnid, pol->v.nodes))
2419                         goto out;
2420                 z = first_zones_zonelist(
2421                                 node_zonelist(numa_node_id(), GFP_HIGHUSER),
2422                                 gfp_zone(GFP_HIGHUSER),
2423                                 &pol->v.nodes);
2424                 polnid = zone_to_nid(z->zone);
2425                 break;
2426
2427         default:
2428                 BUG();
2429         }
2430
2431         /* Migrate the page towards the node whose CPU is referencing it */
2432         if (pol->flags & MPOL_F_MORON) {
2433                 polnid = thisnid;
2434
2435                 if (!should_numa_migrate_memory(current, page, curnid, thiscpu))
2436                         goto out;
2437         }
2438
2439         if (curnid != polnid)
2440                 ret = polnid;
2441 out:
2442         mpol_cond_put(pol);
2443
2444         return ret;
2445 }
2446
2447 /*
2448  * Drop the (possibly final) reference to task->mempolicy.  It needs to be
2449  * dropped after task->mempolicy is set to NULL so that any allocation done as
2450  * part of its kmem_cache_free(), such as by KASAN, doesn't reference a freed
2451  * policy.
2452  */
2453 void mpol_put_task_policy(struct task_struct *task)
2454 {
2455         struct mempolicy *pol;
2456
2457         task_lock(task);
2458         pol = task->mempolicy;
2459         task->mempolicy = NULL;
2460         task_unlock(task);
2461         mpol_put(pol);
2462 }
2463
2464 static void sp_delete(struct shared_policy *sp, struct sp_node *n)
2465 {
2466         pr_debug("deleting %lx-l%lx\n", n->start, n->end);
2467         rb_erase(&n->nd, &sp->root);
2468         sp_free(n);
2469 }
2470
2471 static void sp_node_init(struct sp_node *node, unsigned long start,
2472                         unsigned long end, struct mempolicy *pol)
2473 {
2474         node->start = start;
2475         node->end = end;
2476         node->policy = pol;
2477 }
2478
2479 static struct sp_node *sp_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
2480                                 struct mempolicy *pol)
2481 {
2482         struct sp_node *n;
2483         struct mempolicy *newpol;
2484
2485         n = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2486         if (!n)
2487                 return NULL;
2488
2489         newpol = mpol_dup(pol);
2490         if (IS_ERR(newpol)) {
2491                 kmem_cache_free(sn_cache, n);
2492                 return NULL;
2493         }
2494         newpol->flags |= MPOL_F_SHARED;
2495         sp_node_init(n, start, end, newpol);
2496
2497         return n;
2498 }
2499
2500 /* Replace a policy range. */
2501 static int shared_policy_replace(struct shared_policy *sp, unsigned long start,
2502                                  unsigned long end, struct sp_node *new)
2503 {
2504         struct sp_node *n;
2505         struct sp_node *n_new = NULL;
2506         struct mempolicy *mpol_new = NULL;
2507         int ret = 0;
2508
2509 restart:
2510         write_lock(&sp->lock);
2511         n = sp_lookup(sp, start, end);
2512         /* Take care of old policies in the same range. */
2513         while (n && n->start < end) {
2514                 struct rb_node *next = rb_next(&n->nd);
2515                 if (n->start >= start) {
2516                         if (n->end <= end)
2517                                 sp_delete(sp, n);
2518                         else
2519                                 n->start = end;
2520                 } else {
2521                         /* Old policy spanning whole new range. */
2522                         if (n->end > end) {
2523                                 if (!n_new)
2524                                         goto alloc_new;
2525
2526                                 *mpol_new = *n->policy;
2527                                 atomic_set(&mpol_new->refcnt, 1);
2528                                 sp_node_init(n_new, end, n->end, mpol_new);
2529                                 n->end = start;
2530                                 sp_insert(sp, n_new);
2531                                 n_new = NULL;
2532                                 mpol_new = NULL;
2533                                 break;
2534                         } else
2535                                 n->end = start;
2536                 }
2537                 if (!next)
2538                         break;
2539                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2540         }
2541         if (new)
2542                 sp_insert(sp, new);
2543         write_unlock(&sp->lock);
2544         ret = 0;
2545
2546 err_out:
2547         if (mpol_new)
2548                 mpol_put(mpol_new);
2549         if (n_new)
2550                 kmem_cache_free(sn_cache, n_new);
2551
2552         return ret;
2553
2554 alloc_new:
2555         write_unlock(&sp->lock);
2556         ret = -ENOMEM;
2557         n_new = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2558         if (!n_new)
2559                 goto err_out;
2560         mpol_new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2561         if (!mpol_new)
2562                 goto err_out;
2563         goto restart;
2564 }
2565
2566 /**
2567  * mpol_shared_policy_init - initialize shared policy for inode
2568  * @sp: pointer to inode shared policy
2569  * @mpol:  struct mempolicy to install
2570  *
2571  * Install non-NULL @mpol in inode's shared policy rb-tree.
2572  * On entry, the current task has a reference on a non-NULL @mpol.
2573  * This must be released on exit.
2574  * This is called at get_inode() calls and we can use GFP_KERNEL.
2575  */
2576 void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *sp, struct mempolicy *mpol)
2577 {
2578         int ret;
2579
2580         sp->root = RB_ROOT;             /* empty tree == default mempolicy */
2581         rwlock_init(&sp->lock);
2582
2583         if (mpol) {
2584                 struct vm_area_struct pvma;
2585                 struct mempolicy *new;
2586                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2587
2588                 if (!scratch)
2589                         goto put_mpol;
2590                 /* contextualize the tmpfs mount point mempolicy */
2591                 new = mpol_new(mpol->mode, mpol->flags, &mpol->w.user_nodemask);
2592                 if (IS_ERR(new))
2593                         goto free_scratch; /* no valid nodemask intersection */
2594
2595                 task_lock(current);
2596                 ret = mpol_set_nodemask(new, &mpol->w.user_nodemask, scratch);
2597                 task_unlock(current);
2598                 if (ret)
2599                         goto put_new;
2600
2601                 /* Create pseudo-vma that contains just the policy */
2602                 vma_init(&pvma, NULL);
2603                 pvma.vm_end = TASK_SIZE;        /* policy covers entire file */
2604                 mpol_set_shared_policy(sp, &pvma, new); /* adds ref */
2605
2606 put_new:
2607                 mpol_put(new);                  /* drop initial ref */
2608 free_scratch:
2609                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2610 put_mpol:
2611                 mpol_put(mpol); /* drop our incoming ref on sb mpol */
2612         }
2613 }
2614
2615 int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *info,
2616                         struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *npol)
2617 {
2618         int err;
2619         struct sp_node *new = NULL;
2620         unsigned long sz = vma_pages(vma);
2621
2622         pr_debug("set_shared_policy %lx sz %lu %d %d %lx\n",
2623                  vma->vm_pgoff,
2624                  sz, npol ? npol->mode : -1,
2625                  npol ? npol->flags : -1,
2626                  npol ? nodes_addr(npol->v.nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
2627
2628         if (npol) {
2629                 new = sp_alloc(vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, npol);
2630                 if (!new)
2631                         return -ENOMEM;
2632         }
2633         err = shared_policy_replace(info, vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff+sz, new);
2634         if (err && new)
2635                 sp_free(new);
2636         return err;
2637 }
2638
2639 /* Free a backing policy store on inode delete. */
2640 void mpol_free_shared_policy(struct shared_policy *p)
2641 {
2642         struct sp_node *n;
2643         struct rb_node *next;
2644
2645         if (!p->root.rb_node)
2646                 return;
2647         write_lock(&p->lock);
2648         next = rb_first(&p->root);
2649         while (next) {
2650                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2651                 next = rb_next(&n->nd);
2652                 sp_delete(p, n);
2653         }
2654         write_unlock(&p->lock);
2655 }
2656
2657 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2658 static int __initdata numabalancing_override;
2659
2660 static void __init check_numabalancing_enable(void)
2661 {
2662         bool numabalancing_default = false;
2663
2664         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA_BALANCING_DEFAULT_ENABLED))
2665                 numabalancing_default = true;
2666
2667         /* Parsed by setup_numabalancing. override == 1 enables, -1 disables */
2668         if (numabalancing_override)
2669                 set_numabalancing_state(numabalancing_override == 1);
2670
2671         if (num_online_nodes() > 1 && !numabalancing_override) {
2672                 pr_info("%s automatic NUMA balancing. Configure with numa_balancing= or the kernel.numa_balancing sysctl\n",
2673                         numabalancing_default ? "Enabling" : "Disabling");
2674                 set_numabalancing_state(numabalancing_default);
2675         }
2676 }
2677
2678 static int __init setup_numabalancing(char *str)
2679 {
2680         int ret = 0;
2681         if (!str)
2682                 goto out;
2683
2684         if (!strcmp(str, "enable")) {
2685                 numabalancing_override = 1;
2686                 ret = 1;
2687         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2688                 numabalancing_override = -1;
2689                 ret = 1;
2690         }
2691 out:
2692         if (!ret)
2693                 pr_warn("Unable to parse numa_balancing=\n");
2694
2695         return ret;
2696 }
2697 __setup("numa_balancing=", setup_numabalancing);
2698 #else
2699 static inline void __init check_numabalancing_enable(void)
2700 {
2701 }
2702 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2703
2704 /* assumes fs == KERNEL_DS */
2705 void __init numa_policy_init(void)
2706 {
2707         nodemask_t interleave_nodes;
2708         unsigned long largest = 0;
2709         int nid, prefer = 0;
2710
2711         policy_cache = kmem_cache_create("numa_policy",
2712                                          sizeof(struct mempolicy),
2713                                          0, SLAB_PANIC, NULL);
2714
2715         sn_cache = kmem_cache_create("shared_policy_node",
2716                                      sizeof(struct sp_node),
2717                                      0, SLAB_PANIC, NULL);
2718
2719         for_each_node(nid) {
2720                 preferred_node_policy[nid] = (struct mempolicy) {
2721                         .refcnt = ATOMIC_INIT(1),
2722                         .mode = MPOL_PREFERRED,
2723                         .flags = MPOL_F_MOF | MPOL_F_MORON,
2724                         .v = { .preferred_node = nid, },
2725                 };
2726         }
2727
2728         /*
2729          * Set interleaving policy for system init. Interleaving is only
2730          * enabled across suitably sized nodes (default is >= 16MB), or
2731          * fall back to the largest node if they're all smaller.
2732          */
2733         nodes_clear(interleave_nodes);
2734         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
2735                 unsigned long total_pages = node_present_pages(nid);
2736
2737                 /* Preserve the largest node */
2738                 if (largest < total_pages) {
2739                         largest = total_pages;
2740                         prefer = nid;
2741                 }
2742
2743                 /* Interleave this node? */
2744                 if ((total_pages << PAGE_SHIFT) >= (16 << 20))
2745                         node_set(nid, interleave_nodes);
2746         }
2747
2748         /* All too small, use the largest */
2749         if (unlikely(nodes_empty(interleave_nodes)))
2750                 node_set(prefer, interleave_nodes);
2751
2752         if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, 0, &interleave_nodes))
2753                 pr_err("%s: interleaving failed\n", __func__);
2754
2755         check_numabalancing_enable();
2756 }
2757
2758 /* Reset policy of current process to default */
2759 void numa_default_policy(void)
2760 {
2761         do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, 0, NULL);
2762 }
2763
2764 /*
2765  * Parse and format mempolicy from/to strings
2766  */
2767
2768 /*
2769  * "local" is implemented internally by MPOL_PREFERRED with MPOL_F_LOCAL flag.
2770  */
2771 static const char * const policy_modes[] =
2772 {
2773         [MPOL_DEFAULT]    = "default",
2774         [MPOL_PREFERRED]  = "prefer",
2775         [MPOL_BIND]       = "bind",
2776         [MPOL_INTERLEAVE] = "interleave",
2777         [MPOL_LOCAL]      = "local",
2778 };
2779
2780
2781 #ifdef CONFIG_TMPFS
2782 /**
2783  * mpol_parse_str - parse string to mempolicy, for tmpfs mpol mount option.
2784  * @str:  string containing mempolicy to parse
2785  * @mpol:  pointer to struct mempolicy pointer, returned on success.
2786  *
2787  * Format of input:
2788  *      <mode>[=<flags>][:<nodelist>]
2789  *
2790  * On success, returns 0, else 1
2791  */
2792 int mpol_parse_str(char *str, struct mempolicy **mpol)
2793 {
2794         struct mempolicy *new = NULL;
2795         unsigned short mode_flags;
2796         nodemask_t nodes;
2797         char *nodelist = strchr(str, ':');
2798         char *flags = strchr(str, '=');
2799         int err = 1, mode;
2800
2801         if (nodelist) {
2802                 /* NUL-terminate mode or flags string */
2803                 *nodelist++ = '\0';
2804                 if (nodelist_parse(nodelist, nodes))
2805                         goto out;
2806                 if (!nodes_subset(nodes, node_states[N_MEMORY]))
2807                         goto out;
2808         } else
2809                 nodes_clear(nodes);
2810
2811         if (flags)
2812                 *flags++ = '\0';        /* terminate mode string */
2813
2814         mode = match_string(policy_modes, MPOL_MAX, str);
2815         if (mode < 0)
2816                 goto out;
2817
2818         switch (mode) {
2819         case MPOL_PREFERRED:
2820                 /*
2821                  * Insist on a nodelist of one node only
2822                  */
2823                 if (nodelist) {
2824                         char *rest = nodelist;
2825                         while (isdigit(*rest))
2826                                 rest++;
2827                         if (*rest)
2828                                 goto out;
2829                 }
2830                 break;
2831         case MPOL_INTERLEAVE:
2832                 /*
2833                  * Default to online nodes with memory if no nodelist
2834                  */
2835                 if (!nodelist)
2836                         nodes = node_states[N_MEMORY];
2837                 break;
2838         case MPOL_LOCAL:
2839                 /*
2840                  * Don't allow a nodelist;  mpol_new() checks flags
2841                  */
2842                 if (nodelist)
2843                         goto out;
2844                 mode = MPOL_PREFERRED;
2845                 break;
2846         case MPOL_DEFAULT:
2847                 /*
2848                  * Insist on a empty nodelist
2849                  */
2850                 if (!nodelist)
2851                         err = 0;
2852                 goto out;
2853         case MPOL_BIND:
2854                 /*
2855                  * Insist on a nodelist
2856                  */
2857                 if (!nodelist)
2858                         goto out;
2859         }
2860
2861         mode_flags = 0;
2862         if (flags) {
2863                 /*
2864                  * Currently, we only support two mutually exclusive
2865                  * mode flags.
2866                  */
2867                 if (!strcmp(flags, "static"))
2868                         mode_flags |= MPOL_F_STATIC_NODES;
2869                 else if (!strcmp(flags, "relative"))
2870                         mode_flags |= MPOL_F_RELATIVE_NODES;
2871                 else
2872                         goto out;
2873         }
2874
2875         new = mpol_new(mode, mode_flags, &nodes);
2876         if (IS_ERR(new))
2877                 goto out;
2878
2879         /*
2880          * Save nodes for mpol_to_str() to show the tmpfs mount options
2881          * for /proc/mounts, /proc/pid/mounts and /proc/pid/mountinfo.
2882          */
2883         if (mode != MPOL_PREFERRED)
2884                 new->v.nodes = nodes;
2885         else if (nodelist)
2886                 new->v.preferred_node = first_node(nodes);
2887         else
2888                 new->flags |= MPOL_F_LOCAL;
2889
2890         /*
2891          * Save nodes for contextualization: this will be used to "clone"
2892          * the mempolicy in a specific context [cpuset] at a later time.
2893          */
2894         new->w.user_nodemask = nodes;
2895
2896         err = 0;
2897
2898 out:
2899         /* Restore string for error message */
2900         if (nodelist)
2901                 *--nodelist = ':';
2902         if (flags)
2903                 *--flags = '=';
2904         if (!err)
2905                 *mpol = new;
2906         return err;
2907 }
2908 #endif /* CONFIG_TMPFS */
2909
2910 /**
2911  * mpol_to_str - format a mempolicy structure for printing
2912  * @buffer:  to contain formatted mempolicy string
2913  * @maxlen:  length of @buffer
2914  * @pol:  pointer to mempolicy to be formatted
2915  *
2916  * Convert @pol into a string.  If @buffer is too short, truncate the string.
2917  * Recommend a @maxlen of at least 32 for the longest mode, "interleave", the
2918  * longest flag, "relative", and to display at least a few node ids.
2919  */
2920 void mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol)
2921 {
2922         char *p = buffer;
2923         nodemask_t nodes = NODE_MASK_NONE;
2924         unsigned short mode = MPOL_DEFAULT;
2925         unsigned short flags = 0;
2926
2927         if (pol && pol != &default_policy && !(pol->flags & MPOL_F_MORON)) {
2928                 mode = pol->mode;
2929                 flags = pol->flags;
2930         }
2931
2932         switch (mode) {
2933         case MPOL_DEFAULT:
2934                 break;
2935         case MPOL_PREFERRED:
2936                 if (flags & MPOL_F_LOCAL)
2937                         mode = MPOL_LOCAL;
2938                 else
2939                         node_set(pol->v.preferred_node, nodes);
2940                 break;
2941         case MPOL_BIND:
2942         case MPOL_INTERLEAVE:
2943                 nodes = pol->v.nodes;
2944                 break;
2945         default:
2946                 WARN_ON_ONCE(1);
2947                 snprintf(p, maxlen, "unknown");
2948                 return;
2949         }
2950
2951         p += snprintf(p, maxlen, "%s", policy_modes[mode]);
2952
2953         if (flags & MPOL_MODE_FLAGS) {
2954                 p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "=");
2955
2956                 /*
2957                  * Currently, the only defined flags are mutually exclusive
2958                  */
2959                 if (flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
2960                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "static");
2961                 else if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
2962                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "relative");
2963         }
2964
2965         if (!nodes_empty(nodes))
2966                 p += scnprintf(p, buffer + maxlen - p, ":%*pbl",
2967                                nodemask_pr_args(&nodes));
2968 }