Merge tag 'acpi-6.2-rc2' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/rafael...
[linux-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  * preferred many Try a set of nodes first before normal fallback. This is
35  *                similar to preferred without the special case.
36  *
37  * default        Allocate on the local node first, or when on a VMA
38  *                use the process policy. This is what Linux always did
39  *                in a NUMA aware kernel and still does by, ahem, default.
40  *
41  * The process policy is applied for most non interrupt memory allocations
42  * in that process' context. Interrupts ignore the policies and always
43  * try to allocate on the local CPU. The VMA policy is only applied for memory
44  * allocations for a VMA in the VM.
45  *
46  * Currently there are a few corner cases in swapping where the policy
47  * is not applied, but the majority should be handled. When process policy
48  * is used it is not remembered over swap outs/swap ins.
49  *
50  * Only the highest zone in the zone hierarchy gets policied. Allocations
51  * requesting a lower zone just use default policy. This implies that
52  * on systems with highmem kernel lowmem allocation don't get policied.
53  * Same with GFP_DMA allocations.
54  *
55  * For shmfs/tmpfs/hugetlbfs shared memory the policy is shared between
56  * all users and remembered even when nobody has memory mapped.
57  */
58
59 /* Notebook:
60    fix mmap readahead to honour policy and enable policy for any page cache
61    object
62    statistics for bigpages
63    global policy for page cache? currently it uses process policy. Requires
64    first item above.
65    handle mremap for shared memory (currently ignored for the policy)
66    grows down?
67    make bind policy root only? It can trigger oom much faster and the
68    kernel is not always grateful with that.
69 */
70
71 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
72
73 #include <linux/mempolicy.h>
74 #include <linux/pagewalk.h>
75 #include <linux/highmem.h>
76 #include <linux/hugetlb.h>
77 #include <linux/kernel.h>
78 #include <linux/sched.h>
79 #include <linux/sched/mm.h>
80 #include <linux/sched/numa_balancing.h>
81 #include <linux/sched/task.h>
82 #include <linux/nodemask.h>
83 #include <linux/cpuset.h>
84 #include <linux/slab.h>
85 #include <linux/string.h>
86 #include <linux/export.h>
87 #include <linux/nsproxy.h>
88 #include <linux/interrupt.h>
89 #include <linux/init.h>
90 #include <linux/compat.h>
91 #include <linux/ptrace.h>
92 #include <linux/swap.h>
93 #include <linux/seq_file.h>
94 #include <linux/proc_fs.h>
95 #include <linux/migrate.h>
96 #include <linux/ksm.h>
97 #include <linux/rmap.h>
98 #include <linux/security.h>
99 #include <linux/syscalls.h>
100 #include <linux/ctype.h>
101 #include <linux/mm_inline.h>
102 #include <linux/mmu_notifier.h>
103 #include <linux/printk.h>
104 #include <linux/swapops.h>
105
106 #include <asm/tlbflush.h>
107 #include <asm/tlb.h>
108 #include <linux/uaccess.h>
109
110 #include "internal.h"
111
112 /* Internal flags */
113 #define MPOL_MF_DISCONTIG_OK (MPOL_MF_INTERNAL << 0)    /* Skip checks for continuous vmas */
114 #define MPOL_MF_INVERT (MPOL_MF_INTERNAL << 1)          /* Invert check for nodemask */
115
116 static struct kmem_cache *policy_cache;
117 static struct kmem_cache *sn_cache;
118
119 /* Highest zone. An specific allocation for a zone below that is not
120    policied. */
121 enum zone_type policy_zone = 0;
122
123 /*
124  * run-time system-wide default policy => local allocation
125  */
126 static struct mempolicy default_policy = {
127         .refcnt = ATOMIC_INIT(1), /* never free it */
128         .mode = MPOL_LOCAL,
129 };
130
131 static struct mempolicy preferred_node_policy[MAX_NUMNODES];
132
133 /**
134  * numa_map_to_online_node - Find closest online node
135  * @node: Node id to start the search
136  *
137  * Lookup the next closest node by distance if @nid is not online.
138  *
139  * Return: this @node if it is online, otherwise the closest node by distance
140  */
141 int numa_map_to_online_node(int node)
142 {
143         int min_dist = INT_MAX, dist, n, min_node;
144
145         if (node == NUMA_NO_NODE || node_online(node))
146                 return node;
147
148         min_node = node;
149         for_each_online_node(n) {
150                 dist = node_distance(node, n);
151                 if (dist < min_dist) {
152                         min_dist = dist;
153                         min_node = n;
154                 }
155         }
156
157         return min_node;
158 }
159 EXPORT_SYMBOL_GPL(numa_map_to_online_node);
160
161 struct mempolicy *get_task_policy(struct task_struct *p)
162 {
163         struct mempolicy *pol = p->mempolicy;
164         int node;
165
166         if (pol)
167                 return pol;
168
169         node = numa_node_id();
170         if (node != NUMA_NO_NODE) {
171                 pol = &preferred_node_policy[node];
172                 /* preferred_node_policy is not initialised early in boot */
173                 if (pol->mode)
174                         return pol;
175         }
176
177         return &default_policy;
178 }
179
180 static const struct mempolicy_operations {
181         int (*create)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
182         void (*rebind)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
183 } mpol_ops[MPOL_MAX];
184
185 static inline int mpol_store_user_nodemask(const struct mempolicy *pol)
186 {
187         return pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS;
188 }
189
190 static void mpol_relative_nodemask(nodemask_t *ret, const nodemask_t *orig,
191                                    const nodemask_t *rel)
192 {
193         nodemask_t tmp;
194         nodes_fold(tmp, *orig, nodes_weight(*rel));
195         nodes_onto(*ret, tmp, *rel);
196 }
197
198 static int mpol_new_nodemask(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
199 {
200         if (nodes_empty(*nodes))
201                 return -EINVAL;
202         pol->nodes = *nodes;
203         return 0;
204 }
205
206 static int mpol_new_preferred(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
207 {
208         if (nodes_empty(*nodes))
209                 return -EINVAL;
210
211         nodes_clear(pol->nodes);
212         node_set(first_node(*nodes), pol->nodes);
213         return 0;
214 }
215
216 /*
217  * mpol_set_nodemask is called after mpol_new() to set up the nodemask, if
218  * any, for the new policy.  mpol_new() has already validated the nodes
219  * parameter with respect to the policy mode and flags.
220  *
221  * Must be called holding task's alloc_lock to protect task's mems_allowed
222  * and mempolicy.  May also be called holding the mmap_lock for write.
223  */
224 static int mpol_set_nodemask(struct mempolicy *pol,
225                      const nodemask_t *nodes, struct nodemask_scratch *nsc)
226 {
227         int ret;
228
229         /*
230          * Default (pol==NULL) resp. local memory policies are not a
231          * subject of any remapping. They also do not need any special
232          * constructor.
233          */
234         if (!pol || pol->mode == MPOL_LOCAL)
235                 return 0;
236
237         /* Check N_MEMORY */
238         nodes_and(nsc->mask1,
239                   cpuset_current_mems_allowed, node_states[N_MEMORY]);
240
241         VM_BUG_ON(!nodes);
242
243         if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
244                 mpol_relative_nodemask(&nsc->mask2, nodes, &nsc->mask1);
245         else
246                 nodes_and(nsc->mask2, *nodes, nsc->mask1);
247
248         if (mpol_store_user_nodemask(pol))
249                 pol->w.user_nodemask = *nodes;
250         else
251                 pol->w.cpuset_mems_allowed = cpuset_current_mems_allowed;
252
253         ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, &nsc->mask2);
254         return ret;
255 }
256
257 /*
258  * This function just creates a new policy, does some check and simple
259  * initialization. You must invoke mpol_set_nodemask() to set nodes.
260  */
261 static struct mempolicy *mpol_new(unsigned short mode, unsigned short flags,
262                                   nodemask_t *nodes)
263 {
264         struct mempolicy *policy;
265
266         pr_debug("setting mode %d flags %d nodes[0] %lx\n",
267                  mode, flags, nodes ? nodes_addr(*nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
268
269         if (mode == MPOL_DEFAULT) {
270                 if (nodes && !nodes_empty(*nodes))
271                         return ERR_PTR(-EINVAL);
272                 return NULL;
273         }
274         VM_BUG_ON(!nodes);
275
276         /*
277          * MPOL_PREFERRED cannot be used with MPOL_F_STATIC_NODES or
278          * MPOL_F_RELATIVE_NODES if the nodemask is empty (local allocation).
279          * All other modes require a valid pointer to a non-empty nodemask.
280          */
281         if (mode == MPOL_PREFERRED) {
282                 if (nodes_empty(*nodes)) {
283                         if (((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
284                              (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)))
285                                 return ERR_PTR(-EINVAL);
286
287                         mode = MPOL_LOCAL;
288                 }
289         } else if (mode == MPOL_LOCAL) {
290                 if (!nodes_empty(*nodes) ||
291                     (flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
292                     (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
293                         return ERR_PTR(-EINVAL);
294         } else if (nodes_empty(*nodes))
295                 return ERR_PTR(-EINVAL);
296         policy = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
297         if (!policy)
298                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
299         atomic_set(&policy->refcnt, 1);
300         policy->mode = mode;
301         policy->flags = flags;
302         policy->home_node = NUMA_NO_NODE;
303
304         return policy;
305 }
306
307 /* Slow path of a mpol destructor. */
308 void __mpol_put(struct mempolicy *p)
309 {
310         if (!atomic_dec_and_test(&p->refcnt))
311                 return;
312         kmem_cache_free(policy_cache, p);
313 }
314
315 static void mpol_rebind_default(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
316 {
317 }
318
319 static void mpol_rebind_nodemask(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
320 {
321         nodemask_t tmp;
322
323         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
324                 nodes_and(tmp, pol->w.user_nodemask, *nodes);
325         else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
326                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
327         else {
328                 nodes_remap(tmp, pol->nodes, pol->w.cpuset_mems_allowed,
329                                                                 *nodes);
330                 pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
331         }
332
333         if (nodes_empty(tmp))
334                 tmp = *nodes;
335
336         pol->nodes = tmp;
337 }
338
339 static void mpol_rebind_preferred(struct mempolicy *pol,
340                                                 const nodemask_t *nodes)
341 {
342         pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
343 }
344
345 /*
346  * mpol_rebind_policy - Migrate a policy to a different set of nodes
347  *
348  * Per-vma policies are protected by mmap_lock. Allocations using per-task
349  * policies are protected by task->mems_allowed_seq to prevent a premature
350  * OOM/allocation failure due to parallel nodemask modification.
351  */
352 static void mpol_rebind_policy(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *newmask)
353 {
354         if (!pol || pol->mode == MPOL_LOCAL)
355                 return;
356         if (!mpol_store_user_nodemask(pol) &&
357             nodes_equal(pol->w.cpuset_mems_allowed, *newmask))
358                 return;
359
360         mpol_ops[pol->mode].rebind(pol, newmask);
361 }
362
363 /*
364  * Wrapper for mpol_rebind_policy() that just requires task
365  * pointer, and updates task mempolicy.
366  *
367  * Called with task's alloc_lock held.
368  */
369
370 void mpol_rebind_task(struct task_struct *tsk, const nodemask_t *new)
371 {
372         mpol_rebind_policy(tsk->mempolicy, new);
373 }
374
375 /*
376  * Rebind each vma in mm to new nodemask.
377  *
378  * Call holding a reference to mm.  Takes mm->mmap_lock during call.
379  */
380
381 void mpol_rebind_mm(struct mm_struct *mm, nodemask_t *new)
382 {
383         struct vm_area_struct *vma;
384         VMA_ITERATOR(vmi, mm, 0);
385
386         mmap_write_lock(mm);
387         for_each_vma(vmi, vma)
388                 mpol_rebind_policy(vma->vm_policy, new);
389         mmap_write_unlock(mm);
390 }
391
392 static const struct mempolicy_operations mpol_ops[MPOL_MAX] = {
393         [MPOL_DEFAULT] = {
394                 .rebind = mpol_rebind_default,
395         },
396         [MPOL_INTERLEAVE] = {
397                 .create = mpol_new_nodemask,
398                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
399         },
400         [MPOL_PREFERRED] = {
401                 .create = mpol_new_preferred,
402                 .rebind = mpol_rebind_preferred,
403         },
404         [MPOL_BIND] = {
405                 .create = mpol_new_nodemask,
406                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
407         },
408         [MPOL_LOCAL] = {
409                 .rebind = mpol_rebind_default,
410         },
411         [MPOL_PREFERRED_MANY] = {
412                 .create = mpol_new_nodemask,
413                 .rebind = mpol_rebind_preferred,
414         },
415 };
416
417 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
418                                 unsigned long flags);
419
420 struct queue_pages {
421         struct list_head *pagelist;
422         unsigned long flags;
423         nodemask_t *nmask;
424         unsigned long start;
425         unsigned long end;
426         struct vm_area_struct *first;
427 };
428
429 /*
430  * Check if the page's nid is in qp->nmask.
431  *
432  * If MPOL_MF_INVERT is set in qp->flags, check if the nid is
433  * in the invert of qp->nmask.
434  */
435 static inline bool queue_pages_required(struct page *page,
436                                         struct queue_pages *qp)
437 {
438         int nid = page_to_nid(page);
439         unsigned long flags = qp->flags;
440
441         return node_isset(nid, *qp->nmask) == !(flags & MPOL_MF_INVERT);
442 }
443
444 /*
445  * queue_pages_pmd() has three possible return values:
446  * 0 - pages are placed on the right node or queued successfully, or
447  *     special page is met, i.e. huge zero page.
448  * 1 - there is unmovable page, and MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
449  *     specified.
450  * -EIO - is migration entry or only MPOL_MF_STRICT was specified and an
451  *        existing page was already on a node that does not follow the
452  *        policy.
453  */
454 static int queue_pages_pmd(pmd_t *pmd, spinlock_t *ptl, unsigned long addr,
455                                 unsigned long end, struct mm_walk *walk)
456         __releases(ptl)
457 {
458         int ret = 0;
459         struct page *page;
460         struct queue_pages *qp = walk->private;
461         unsigned long flags;
462
463         if (unlikely(is_pmd_migration_entry(*pmd))) {
464                 ret = -EIO;
465                 goto unlock;
466         }
467         page = pmd_page(*pmd);
468         if (is_huge_zero_page(page)) {
469                 walk->action = ACTION_CONTINUE;
470                 goto unlock;
471         }
472         if (!queue_pages_required(page, qp))
473                 goto unlock;
474
475         flags = qp->flags;
476         /* go to thp migration */
477         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
478                 if (!vma_migratable(walk->vma) ||
479                     migrate_page_add(page, qp->pagelist, flags)) {
480                         ret = 1;
481                         goto unlock;
482                 }
483         } else
484                 ret = -EIO;
485 unlock:
486         spin_unlock(ptl);
487         return ret;
488 }
489
490 /*
491  * Scan through pages checking if pages follow certain conditions,
492  * and move them to the pagelist if they do.
493  *
494  * queue_pages_pte_range() has three possible return values:
495  * 0 - pages are placed on the right node or queued successfully, or
496  *     special page is met, i.e. zero page.
497  * 1 - there is unmovable page, and MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
498  *     specified.
499  * -EIO - only MPOL_MF_STRICT was specified and an existing page was already
500  *        on a node that does not follow the policy.
501  */
502 static int queue_pages_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
503                         unsigned long end, struct mm_walk *walk)
504 {
505         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
506         struct page *page;
507         struct queue_pages *qp = walk->private;
508         unsigned long flags = qp->flags;
509         bool has_unmovable = false;
510         pte_t *pte, *mapped_pte;
511         spinlock_t *ptl;
512
513         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
514         if (ptl)
515                 return queue_pages_pmd(pmd, ptl, addr, end, walk);
516
517         if (pmd_trans_unstable(pmd))
518                 return 0;
519
520         mapped_pte = pte = pte_offset_map_lock(walk->mm, pmd, addr, &ptl);
521         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE) {
522                 if (!pte_present(*pte))
523                         continue;
524                 page = vm_normal_page(vma, addr, *pte);
525                 if (!page || is_zone_device_page(page))
526                         continue;
527                 /*
528                  * vm_normal_page() filters out zero pages, but there might
529                  * still be PageReserved pages to skip, perhaps in a VDSO.
530                  */
531                 if (PageReserved(page))
532                         continue;
533                 if (!queue_pages_required(page, qp))
534                         continue;
535                 if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
536                         /* MPOL_MF_STRICT must be specified if we get here */
537                         if (!vma_migratable(vma)) {
538                                 has_unmovable = true;
539                                 break;
540                         }
541
542                         /*
543                          * Do not abort immediately since there may be
544                          * temporary off LRU pages in the range.  Still
545                          * need migrate other LRU pages.
546                          */
547                         if (migrate_page_add(page, qp->pagelist, flags))
548                                 has_unmovable = true;
549                 } else
550                         break;
551         }
552         pte_unmap_unlock(mapped_pte, ptl);
553         cond_resched();
554
555         if (has_unmovable)
556                 return 1;
557
558         return addr != end ? -EIO : 0;
559 }
560
561 static int queue_pages_hugetlb(pte_t *pte, unsigned long hmask,
562                                unsigned long addr, unsigned long end,
563                                struct mm_walk *walk)
564 {
565         int ret = 0;
566 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
567         struct queue_pages *qp = walk->private;
568         unsigned long flags = (qp->flags & MPOL_MF_VALID);
569         struct page *page;
570         spinlock_t *ptl;
571         pte_t entry;
572
573         ptl = huge_pte_lock(hstate_vma(walk->vma), walk->mm, pte);
574         entry = huge_ptep_get(pte);
575         if (!pte_present(entry))
576                 goto unlock;
577         page = pte_page(entry);
578         if (!queue_pages_required(page, qp))
579                 goto unlock;
580
581         if (flags == MPOL_MF_STRICT) {
582                 /*
583                  * STRICT alone means only detecting misplaced page and no
584                  * need to further check other vma.
585                  */
586                 ret = -EIO;
587                 goto unlock;
588         }
589
590         if (!vma_migratable(walk->vma)) {
591                 /*
592                  * Must be STRICT with MOVE*, otherwise .test_walk() have
593                  * stopped walking current vma.
594                  * Detecting misplaced page but allow migrating pages which
595                  * have been queued.
596                  */
597                 ret = 1;
598                 goto unlock;
599         }
600
601         /* With MPOL_MF_MOVE, we migrate only unshared hugepage. */
602         if (flags & (MPOL_MF_MOVE_ALL) ||
603             (flags & MPOL_MF_MOVE && page_mapcount(page) == 1)) {
604                 if (isolate_hugetlb(page, qp->pagelist) &&
605                         (flags & MPOL_MF_STRICT))
606                         /*
607                          * Failed to isolate page but allow migrating pages
608                          * which have been queued.
609                          */
610                         ret = 1;
611         }
612 unlock:
613         spin_unlock(ptl);
614 #else
615         BUG();
616 #endif
617         return ret;
618 }
619
620 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
621 /*
622  * This is used to mark a range of virtual addresses to be inaccessible.
623  * These are later cleared by a NUMA hinting fault. Depending on these
624  * faults, pages may be migrated for better NUMA placement.
625  *
626  * This is assuming that NUMA faults are handled using PROT_NONE. If
627  * an architecture makes a different choice, it will need further
628  * changes to the core.
629  */
630 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
631                         unsigned long addr, unsigned long end)
632 {
633         struct mmu_gather tlb;
634         int nr_updated;
635
636         tlb_gather_mmu(&tlb, vma->vm_mm);
637
638         nr_updated = change_protection(&tlb, vma, addr, end, PAGE_NONE,
639                                        MM_CP_PROT_NUMA);
640         if (nr_updated)
641                 count_vm_numa_events(NUMA_PTE_UPDATES, nr_updated);
642
643         tlb_finish_mmu(&tlb);
644
645         return nr_updated;
646 }
647 #else
648 static unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
649                         unsigned long addr, unsigned long end)
650 {
651         return 0;
652 }
653 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
654
655 static int queue_pages_test_walk(unsigned long start, unsigned long end,
656                                 struct mm_walk *walk)
657 {
658         struct vm_area_struct *next, *vma = walk->vma;
659         struct queue_pages *qp = walk->private;
660         unsigned long endvma = vma->vm_end;
661         unsigned long flags = qp->flags;
662
663         /* range check first */
664         VM_BUG_ON_VMA(!range_in_vma(vma, start, end), vma);
665
666         if (!qp->first) {
667                 qp->first = vma;
668                 if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK) &&
669                         (qp->start < vma->vm_start))
670                         /* hole at head side of range */
671                         return -EFAULT;
672         }
673         next = find_vma(vma->vm_mm, vma->vm_end);
674         if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK) &&
675                 ((vma->vm_end < qp->end) &&
676                 (!next || vma->vm_end < next->vm_start)))
677                 /* hole at middle or tail of range */
678                 return -EFAULT;
679
680         /*
681          * Need check MPOL_MF_STRICT to return -EIO if possible
682          * regardless of vma_migratable
683          */
684         if (!vma_migratable(vma) &&
685             !(flags & MPOL_MF_STRICT))
686                 return 1;
687
688         if (endvma > end)
689                 endvma = end;
690
691         if (flags & MPOL_MF_LAZY) {
692                 /* Similar to task_numa_work, skip inaccessible VMAs */
693                 if (!is_vm_hugetlb_page(vma) && vma_is_accessible(vma) &&
694                         !(vma->vm_flags & VM_MIXEDMAP))
695                         change_prot_numa(vma, start, endvma);
696                 return 1;
697         }
698
699         /* queue pages from current vma */
700         if (flags & MPOL_MF_VALID)
701                 return 0;
702         return 1;
703 }
704
705 static const struct mm_walk_ops queue_pages_walk_ops = {
706         .hugetlb_entry          = queue_pages_hugetlb,
707         .pmd_entry              = queue_pages_pte_range,
708         .test_walk              = queue_pages_test_walk,
709 };
710
711 /*
712  * Walk through page tables and collect pages to be migrated.
713  *
714  * If pages found in a given range are on a set of nodes (determined by
715  * @nodes and @flags,) it's isolated and queued to the pagelist which is
716  * passed via @private.
717  *
718  * queue_pages_range() has three possible return values:
719  * 1 - there is unmovable page, but MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
720  *     specified.
721  * 0 - queue pages successfully or no misplaced page.
722  * errno - i.e. misplaced pages with MPOL_MF_STRICT specified (-EIO) or
723  *         memory range specified by nodemask and maxnode points outside
724  *         your accessible address space (-EFAULT)
725  */
726 static int
727 queue_pages_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start, unsigned long end,
728                 nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
729                 struct list_head *pagelist)
730 {
731         int err;
732         struct queue_pages qp = {
733                 .pagelist = pagelist,
734                 .flags = flags,
735                 .nmask = nodes,
736                 .start = start,
737                 .end = end,
738                 .first = NULL,
739         };
740
741         err = walk_page_range(mm, start, end, &queue_pages_walk_ops, &qp);
742
743         if (!qp.first)
744                 /* whole range in hole */
745                 err = -EFAULT;
746
747         return err;
748 }
749
750 /*
751  * Apply policy to a single VMA
752  * This must be called with the mmap_lock held for writing.
753  */
754 static int vma_replace_policy(struct vm_area_struct *vma,
755                                                 struct mempolicy *pol)
756 {
757         int err;
758         struct mempolicy *old;
759         struct mempolicy *new;
760
761         pr_debug("vma %lx-%lx/%lx vm_ops %p vm_file %p set_policy %p\n",
762                  vma->vm_start, vma->vm_end, vma->vm_pgoff,
763                  vma->vm_ops, vma->vm_file,
764                  vma->vm_ops ? vma->vm_ops->set_policy : NULL);
765
766         new = mpol_dup(pol);
767         if (IS_ERR(new))
768                 return PTR_ERR(new);
769
770         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->set_policy) {
771                 err = vma->vm_ops->set_policy(vma, new);
772                 if (err)
773                         goto err_out;
774         }
775
776         old = vma->vm_policy;
777         vma->vm_policy = new; /* protected by mmap_lock */
778         mpol_put(old);
779
780         return 0;
781  err_out:
782         mpol_put(new);
783         return err;
784 }
785
786 /* Step 2: apply policy to a range and do splits. */
787 static int mbind_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
788                        unsigned long end, struct mempolicy *new_pol)
789 {
790         MA_STATE(mas, &mm->mm_mt, start, start);
791         struct vm_area_struct *prev;
792         struct vm_area_struct *vma;
793         int err = 0;
794         pgoff_t pgoff;
795
796         prev = mas_prev(&mas, 0);
797         if (unlikely(!prev))
798                 mas_set(&mas, start);
799
800         vma = mas_find(&mas, end - 1);
801         if (WARN_ON(!vma))
802                 return 0;
803
804         if (start > vma->vm_start)
805                 prev = vma;
806
807         for (; vma; vma = mas_next(&mas, end - 1)) {
808                 unsigned long vmstart = max(start, vma->vm_start);
809                 unsigned long vmend = min(end, vma->vm_end);
810
811                 if (mpol_equal(vma_policy(vma), new_pol))
812                         goto next;
813
814                 pgoff = vma->vm_pgoff +
815                         ((vmstart - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
816                 prev = vma_merge(mm, prev, vmstart, vmend, vma->vm_flags,
817                                  vma->anon_vma, vma->vm_file, pgoff,
818                                  new_pol, vma->vm_userfaultfd_ctx,
819                                  anon_vma_name(vma));
820                 if (prev) {
821                         /* vma_merge() invalidated the mas */
822                         mas_pause(&mas);
823                         vma = prev;
824                         goto replace;
825                 }
826                 if (vma->vm_start != vmstart) {
827                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmstart, 1);
828                         if (err)
829                                 goto out;
830                         /* split_vma() invalidated the mas */
831                         mas_pause(&mas);
832                 }
833                 if (vma->vm_end != vmend) {
834                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmend, 0);
835                         if (err)
836                                 goto out;
837                         /* split_vma() invalidated the mas */
838                         mas_pause(&mas);
839                 }
840 replace:
841                 err = vma_replace_policy(vma, new_pol);
842                 if (err)
843                         goto out;
844 next:
845                 prev = vma;
846         }
847
848 out:
849         return err;
850 }
851
852 /* Set the process memory policy */
853 static long do_set_mempolicy(unsigned short mode, unsigned short flags,
854                              nodemask_t *nodes)
855 {
856         struct mempolicy *new, *old;
857         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
858         int ret;
859
860         if (!scratch)
861                 return -ENOMEM;
862
863         new = mpol_new(mode, flags, nodes);
864         if (IS_ERR(new)) {
865                 ret = PTR_ERR(new);
866                 goto out;
867         }
868
869         task_lock(current);
870         ret = mpol_set_nodemask(new, nodes, scratch);
871         if (ret) {
872                 task_unlock(current);
873                 mpol_put(new);
874                 goto out;
875         }
876
877         old = current->mempolicy;
878         current->mempolicy = new;
879         if (new && new->mode == MPOL_INTERLEAVE)
880                 current->il_prev = MAX_NUMNODES-1;
881         task_unlock(current);
882         mpol_put(old);
883         ret = 0;
884 out:
885         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
886         return ret;
887 }
888
889 /*
890  * Return nodemask for policy for get_mempolicy() query
891  *
892  * Called with task's alloc_lock held
893  */
894 static void get_policy_nodemask(struct mempolicy *p, nodemask_t *nodes)
895 {
896         nodes_clear(*nodes);
897         if (p == &default_policy)
898                 return;
899
900         switch (p->mode) {
901         case MPOL_BIND:
902         case MPOL_INTERLEAVE:
903         case MPOL_PREFERRED:
904         case MPOL_PREFERRED_MANY:
905                 *nodes = p->nodes;
906                 break;
907         case MPOL_LOCAL:
908                 /* return empty node mask for local allocation */
909                 break;
910         default:
911                 BUG();
912         }
913 }
914
915 static int lookup_node(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
916 {
917         struct page *p = NULL;
918         int ret;
919
920         ret = get_user_pages_fast(addr & PAGE_MASK, 1, 0, &p);
921         if (ret > 0) {
922                 ret = page_to_nid(p);
923                 put_page(p);
924         }
925         return ret;
926 }
927
928 /* Retrieve NUMA policy */
929 static long do_get_mempolicy(int *policy, nodemask_t *nmask,
930                              unsigned long addr, unsigned long flags)
931 {
932         int err;
933         struct mm_struct *mm = current->mm;
934         struct vm_area_struct *vma = NULL;
935         struct mempolicy *pol = current->mempolicy, *pol_refcount = NULL;
936
937         if (flags &
938                 ~(unsigned long)(MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR|MPOL_F_MEMS_ALLOWED))
939                 return -EINVAL;
940
941         if (flags & MPOL_F_MEMS_ALLOWED) {
942                 if (flags & (MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR))
943                         return -EINVAL;
944                 *policy = 0;    /* just so it's initialized */
945                 task_lock(current);
946                 *nmask  = cpuset_current_mems_allowed;
947                 task_unlock(current);
948                 return 0;
949         }
950
951         if (flags & MPOL_F_ADDR) {
952                 /*
953                  * Do NOT fall back to task policy if the
954                  * vma/shared policy at addr is NULL.  We
955                  * want to return MPOL_DEFAULT in this case.
956                  */
957                 mmap_read_lock(mm);
958                 vma = vma_lookup(mm, addr);
959                 if (!vma) {
960                         mmap_read_unlock(mm);
961                         return -EFAULT;
962                 }
963                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy)
964                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
965                 else
966                         pol = vma->vm_policy;
967         } else if (addr)
968                 return -EINVAL;
969
970         if (!pol)
971                 pol = &default_policy;  /* indicates default behavior */
972
973         if (flags & MPOL_F_NODE) {
974                 if (flags & MPOL_F_ADDR) {
975                         /*
976                          * Take a refcount on the mpol, because we are about to
977                          * drop the mmap_lock, after which only "pol" remains
978                          * valid, "vma" is stale.
979                          */
980                         pol_refcount = pol;
981                         vma = NULL;
982                         mpol_get(pol);
983                         mmap_read_unlock(mm);
984                         err = lookup_node(mm, addr);
985                         if (err < 0)
986                                 goto out;
987                         *policy = err;
988                 } else if (pol == current->mempolicy &&
989                                 pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
990                         *policy = next_node_in(current->il_prev, pol->nodes);
991                 } else {
992                         err = -EINVAL;
993                         goto out;
994                 }
995         } else {
996                 *policy = pol == &default_policy ? MPOL_DEFAULT :
997                                                 pol->mode;
998                 /*
999                  * Internal mempolicy flags must be masked off before exposing
1000                  * the policy to userspace.
1001                  */
1002                 *policy |= (pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS);
1003         }
1004
1005         err = 0;
1006         if (nmask) {
1007                 if (mpol_store_user_nodemask(pol)) {
1008                         *nmask = pol->w.user_nodemask;
1009                 } else {
1010                         task_lock(current);
1011                         get_policy_nodemask(pol, nmask);
1012                         task_unlock(current);
1013                 }
1014         }
1015
1016  out:
1017         mpol_cond_put(pol);
1018         if (vma)
1019                 mmap_read_unlock(mm);
1020         if (pol_refcount)
1021                 mpol_put(pol_refcount);
1022         return err;
1023 }
1024
1025 #ifdef CONFIG_MIGRATION
1026 /*
1027  * page migration, thp tail pages can be passed.
1028  */
1029 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1030                                 unsigned long flags)
1031 {
1032         struct page *head = compound_head(page);
1033         /*
1034          * Avoid migrating a page that is shared with others.
1035          */
1036         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) || page_mapcount(head) == 1) {
1037                 if (!isolate_lru_page(head)) {
1038                         list_add_tail(&head->lru, pagelist);
1039                         mod_node_page_state(page_pgdat(head),
1040                                 NR_ISOLATED_ANON + page_is_file_lru(head),
1041                                 thp_nr_pages(head));
1042                 } else if (flags & MPOL_MF_STRICT) {
1043                         /*
1044                          * Non-movable page may reach here.  And, there may be
1045                          * temporary off LRU pages or non-LRU movable pages.
1046                          * Treat them as unmovable pages since they can't be
1047                          * isolated, so they can't be moved at the moment.  It
1048                          * should return -EIO for this case too.
1049                          */
1050                         return -EIO;
1051                 }
1052         }
1053
1054         return 0;
1055 }
1056
1057 /*
1058  * Migrate pages from one node to a target node.
1059  * Returns error or the number of pages not migrated.
1060  */
1061 static int migrate_to_node(struct mm_struct *mm, int source, int dest,
1062                            int flags)
1063 {
1064         nodemask_t nmask;
1065         struct vm_area_struct *vma;
1066         LIST_HEAD(pagelist);
1067         int err = 0;
1068         struct migration_target_control mtc = {
1069                 .nid = dest,
1070                 .gfp_mask = GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_THISNODE,
1071         };
1072
1073         nodes_clear(nmask);
1074         node_set(source, nmask);
1075
1076         /*
1077          * This does not "check" the range but isolates all pages that
1078          * need migration.  Between passing in the full user address
1079          * space range and MPOL_MF_DISCONTIG_OK, this call can not fail.
1080          */
1081         vma = find_vma(mm, 0);
1082         VM_BUG_ON(!(flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)));
1083         queue_pages_range(mm, vma->vm_start, mm->task_size, &nmask,
1084                         flags | MPOL_MF_DISCONTIG_OK, &pagelist);
1085
1086         if (!list_empty(&pagelist)) {
1087                 err = migrate_pages(&pagelist, alloc_migration_target, NULL,
1088                                 (unsigned long)&mtc, MIGRATE_SYNC, MR_SYSCALL, NULL);
1089                 if (err)
1090                         putback_movable_pages(&pagelist);
1091         }
1092
1093         return err;
1094 }
1095
1096 /*
1097  * Move pages between the two nodesets so as to preserve the physical
1098  * layout as much as possible.
1099  *
1100  * Returns the number of page that could not be moved.
1101  */
1102 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1103                      const nodemask_t *to, int flags)
1104 {
1105         int busy = 0;
1106         int err = 0;
1107         nodemask_t tmp;
1108
1109         lru_cache_disable();
1110
1111         mmap_read_lock(mm);
1112
1113         /*
1114          * Find a 'source' bit set in 'tmp' whose corresponding 'dest'
1115          * bit in 'to' is not also set in 'tmp'.  Clear the found 'source'
1116          * bit in 'tmp', and return that <source, dest> pair for migration.
1117          * The pair of nodemasks 'to' and 'from' define the map.
1118          *
1119          * If no pair of bits is found that way, fallback to picking some
1120          * pair of 'source' and 'dest' bits that are not the same.  If the
1121          * 'source' and 'dest' bits are the same, this represents a node
1122          * that will be migrating to itself, so no pages need move.
1123          *
1124          * If no bits are left in 'tmp', or if all remaining bits left
1125          * in 'tmp' correspond to the same bit in 'to', return false
1126          * (nothing left to migrate).
1127          *
1128          * This lets us pick a pair of nodes to migrate between, such that
1129          * if possible the dest node is not already occupied by some other
1130          * source node, minimizing the risk of overloading the memory on a
1131          * node that would happen if we migrated incoming memory to a node
1132          * before migrating outgoing memory source that same node.
1133          *
1134          * A single scan of tmp is sufficient.  As we go, we remember the
1135          * most recent <s, d> pair that moved (s != d).  If we find a pair
1136          * that not only moved, but what's better, moved to an empty slot
1137          * (d is not set in tmp), then we break out then, with that pair.
1138          * Otherwise when we finish scanning from_tmp, we at least have the
1139          * most recent <s, d> pair that moved.  If we get all the way through
1140          * the scan of tmp without finding any node that moved, much less
1141          * moved to an empty node, then there is nothing left worth migrating.
1142          */
1143
1144         tmp = *from;
1145         while (!nodes_empty(tmp)) {
1146                 int s, d;
1147                 int source = NUMA_NO_NODE;
1148                 int dest = 0;
1149
1150                 for_each_node_mask(s, tmp) {
1151
1152                         /*
1153                          * do_migrate_pages() tries to maintain the relative
1154                          * node relationship of the pages established between
1155                          * threads and memory areas.
1156                          *
1157                          * However if the number of source nodes is not equal to
1158                          * the number of destination nodes we can not preserve
1159                          * this node relative relationship.  In that case, skip
1160                          * copying memory from a node that is in the destination
1161                          * mask.
1162                          *
1163                          * Example: [2,3,4] -> [3,4,5] moves everything.
1164                          *          [0-7] - > [3,4,5] moves only 0,1,2,6,7.
1165                          */
1166
1167                         if ((nodes_weight(*from) != nodes_weight(*to)) &&
1168                                                 (node_isset(s, *to)))
1169                                 continue;
1170
1171                         d = node_remap(s, *from, *to);
1172                         if (s == d)
1173                                 continue;
1174
1175                         source = s;     /* Node moved. Memorize */
1176                         dest = d;
1177
1178                         /* dest not in remaining from nodes? */
1179                         if (!node_isset(dest, tmp))
1180                                 break;
1181                 }
1182                 if (source == NUMA_NO_NODE)
1183                         break;
1184
1185                 node_clear(source, tmp);
1186                 err = migrate_to_node(mm, source, dest, flags);
1187                 if (err > 0)
1188                         busy += err;
1189                 if (err < 0)
1190                         break;
1191         }
1192         mmap_read_unlock(mm);
1193
1194         lru_cache_enable();
1195         if (err < 0)
1196                 return err;
1197         return busy;
1198
1199 }
1200
1201 /*
1202  * Allocate a new page for page migration based on vma policy.
1203  * Start by assuming the page is mapped by the same vma as contains @start.
1204  * Search forward from there, if not.  N.B., this assumes that the
1205  * list of pages handed to migrate_pages()--which is how we get here--
1206  * is in virtual address order.
1207  */
1208 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start)
1209 {
1210         struct folio *dst, *src = page_folio(page);
1211         struct vm_area_struct *vma;
1212         unsigned long address;
1213         VMA_ITERATOR(vmi, current->mm, start);
1214         gfp_t gfp = GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_RETRY_MAYFAIL;
1215
1216         for_each_vma(vmi, vma) {
1217                 address = page_address_in_vma(page, vma);
1218                 if (address != -EFAULT)
1219                         break;
1220         }
1221
1222         if (folio_test_hugetlb(src))
1223                 return alloc_huge_page_vma(page_hstate(&src->page),
1224                                 vma, address);
1225
1226         if (folio_test_large(src))
1227                 gfp = GFP_TRANSHUGE;
1228
1229         /*
1230          * if !vma, vma_alloc_folio() will use task or system default policy
1231          */
1232         dst = vma_alloc_folio(gfp, folio_order(src), vma, address,
1233                         folio_test_large(src));
1234         return &dst->page;
1235 }
1236 #else
1237
1238 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1239                                 unsigned long flags)
1240 {
1241         return -EIO;
1242 }
1243
1244 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1245                      const nodemask_t *to, int flags)
1246 {
1247         return -ENOSYS;
1248 }
1249
1250 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start)
1251 {
1252         return NULL;
1253 }
1254 #endif
1255
1256 static long do_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1257                      unsigned short mode, unsigned short mode_flags,
1258                      nodemask_t *nmask, unsigned long flags)
1259 {
1260         struct mm_struct *mm = current->mm;
1261         struct mempolicy *new;
1262         unsigned long end;
1263         int err;
1264         int ret;
1265         LIST_HEAD(pagelist);
1266
1267         if (flags & ~(unsigned long)MPOL_MF_VALID)
1268                 return -EINVAL;
1269         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1270                 return -EPERM;
1271
1272         if (start & ~PAGE_MASK)
1273                 return -EINVAL;
1274
1275         if (mode == MPOL_DEFAULT)
1276                 flags &= ~MPOL_MF_STRICT;
1277
1278         len = PAGE_ALIGN(len);
1279         end = start + len;
1280
1281         if (end < start)
1282                 return -EINVAL;
1283         if (end == start)
1284                 return 0;
1285
1286         new = mpol_new(mode, mode_flags, nmask);
1287         if (IS_ERR(new))
1288                 return PTR_ERR(new);
1289
1290         if (flags & MPOL_MF_LAZY)
1291                 new->flags |= MPOL_F_MOF;
1292
1293         /*
1294          * If we are using the default policy then operation
1295          * on discontinuous address spaces is okay after all
1296          */
1297         if (!new)
1298                 flags |= MPOL_MF_DISCONTIG_OK;
1299
1300         pr_debug("mbind %lx-%lx mode:%d flags:%d nodes:%lx\n",
1301                  start, start + len, mode, mode_flags,
1302                  nmask ? nodes_addr(*nmask)[0] : NUMA_NO_NODE);
1303
1304         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
1305
1306                 lru_cache_disable();
1307         }
1308         {
1309                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1310                 if (scratch) {
1311                         mmap_write_lock(mm);
1312                         err = mpol_set_nodemask(new, nmask, scratch);
1313                         if (err)
1314                                 mmap_write_unlock(mm);
1315                 } else
1316                         err = -ENOMEM;
1317                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1318         }
1319         if (err)
1320                 goto mpol_out;
1321
1322         ret = queue_pages_range(mm, start, end, nmask,
1323                           flags | MPOL_MF_INVERT, &pagelist);
1324
1325         if (ret < 0) {
1326                 err = ret;
1327                 goto up_out;
1328         }
1329
1330         err = mbind_range(mm, start, end, new);
1331
1332         if (!err) {
1333                 int nr_failed = 0;
1334
1335                 if (!list_empty(&pagelist)) {
1336                         WARN_ON_ONCE(flags & MPOL_MF_LAZY);
1337                         nr_failed = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL,
1338                                 start, MIGRATE_SYNC, MR_MEMPOLICY_MBIND, NULL);
1339                         if (nr_failed)
1340                                 putback_movable_pages(&pagelist);
1341                 }
1342
1343                 if ((ret > 0) || (nr_failed && (flags & MPOL_MF_STRICT)))
1344                         err = -EIO;
1345         } else {
1346 up_out:
1347                 if (!list_empty(&pagelist))
1348                         putback_movable_pages(&pagelist);
1349         }
1350
1351         mmap_write_unlock(mm);
1352 mpol_out:
1353         mpol_put(new);
1354         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL))
1355                 lru_cache_enable();
1356         return err;
1357 }
1358
1359 /*
1360  * User space interface with variable sized bitmaps for nodelists.
1361  */
1362 static int get_bitmap(unsigned long *mask, const unsigned long __user *nmask,
1363                       unsigned long maxnode)
1364 {
1365         unsigned long nlongs = BITS_TO_LONGS(maxnode);
1366         int ret;
1367
1368         if (in_compat_syscall())
1369                 ret = compat_get_bitmap(mask,
1370                                         (const compat_ulong_t __user *)nmask,
1371                                         maxnode);
1372         else
1373                 ret = copy_from_user(mask, nmask,
1374                                      nlongs * sizeof(unsigned long));
1375
1376         if (ret)
1377                 return -EFAULT;
1378
1379         if (maxnode % BITS_PER_LONG)
1380                 mask[nlongs - 1] &= (1UL << (maxnode % BITS_PER_LONG)) - 1;
1381
1382         return 0;
1383 }
1384
1385 /* Copy a node mask from user space. */
1386 static int get_nodes(nodemask_t *nodes, const unsigned long __user *nmask,
1387                      unsigned long maxnode)
1388 {
1389         --maxnode;
1390         nodes_clear(*nodes);
1391         if (maxnode == 0 || !nmask)
1392                 return 0;
1393         if (maxnode > PAGE_SIZE*BITS_PER_BYTE)
1394                 return -EINVAL;
1395
1396         /*
1397          * When the user specified more nodes than supported just check
1398          * if the non supported part is all zero, one word at a time,
1399          * starting at the end.
1400          */
1401         while (maxnode > MAX_NUMNODES) {
1402                 unsigned long bits = min_t(unsigned long, maxnode, BITS_PER_LONG);
1403                 unsigned long t;
1404
1405                 if (get_bitmap(&t, &nmask[(maxnode - 1) / BITS_PER_LONG], bits))
1406                         return -EFAULT;
1407
1408                 if (maxnode - bits >= MAX_NUMNODES) {
1409                         maxnode -= bits;
1410                 } else {
1411                         maxnode = MAX_NUMNODES;
1412                         t &= ~((1UL << (MAX_NUMNODES % BITS_PER_LONG)) - 1);
1413                 }
1414                 if (t)
1415                         return -EINVAL;
1416         }
1417
1418         return get_bitmap(nodes_addr(*nodes), nmask, maxnode);
1419 }
1420
1421 /* Copy a kernel node mask to user space */
1422 static int copy_nodes_to_user(unsigned long __user *mask, unsigned long maxnode,
1423                               nodemask_t *nodes)
1424 {
1425         unsigned long copy = ALIGN(maxnode-1, 64) / 8;
1426         unsigned int nbytes = BITS_TO_LONGS(nr_node_ids) * sizeof(long);
1427         bool compat = in_compat_syscall();
1428
1429         if (compat)
1430                 nbytes = BITS_TO_COMPAT_LONGS(nr_node_ids) * sizeof(compat_long_t);
1431
1432         if (copy > nbytes) {
1433                 if (copy > PAGE_SIZE)
1434                         return -EINVAL;
1435                 if (clear_user((char __user *)mask + nbytes, copy - nbytes))
1436                         return -EFAULT;
1437                 copy = nbytes;
1438                 maxnode = nr_node_ids;
1439         }
1440
1441         if (compat)
1442                 return compat_put_bitmap((compat_ulong_t __user *)mask,
1443                                          nodes_addr(*nodes), maxnode);
1444
1445         return copy_to_user(mask, nodes_addr(*nodes), copy) ? -EFAULT : 0;
1446 }
1447
1448 /* Basic parameter sanity check used by both mbind() and set_mempolicy() */
1449 static inline int sanitize_mpol_flags(int *mode, unsigned short *flags)
1450 {
1451         *flags = *mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1452         *mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1453
1454         if ((unsigned int)(*mode) >=  MPOL_MAX)
1455                 return -EINVAL;
1456         if ((*flags & MPOL_F_STATIC_NODES) && (*flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1457                 return -EINVAL;
1458         if (*flags & MPOL_F_NUMA_BALANCING) {
1459                 if (*mode != MPOL_BIND)
1460                         return -EINVAL;
1461                 *flags |= (MPOL_F_MOF | MPOL_F_MORON);
1462         }
1463         return 0;
1464 }
1465
1466 static long kernel_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1467                          unsigned long mode, const unsigned long __user *nmask,
1468                          unsigned long maxnode, unsigned int flags)
1469 {
1470         unsigned short mode_flags;
1471         nodemask_t nodes;
1472         int lmode = mode;
1473         int err;
1474
1475         start = untagged_addr(start);
1476         err = sanitize_mpol_flags(&lmode, &mode_flags);
1477         if (err)
1478                 return err;
1479
1480         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1481         if (err)
1482                 return err;
1483
1484         return do_mbind(start, len, lmode, mode_flags, &nodes, flags);
1485 }
1486
1487 SYSCALL_DEFINE4(set_mempolicy_home_node, unsigned long, start, unsigned long, len,
1488                 unsigned long, home_node, unsigned long, flags)
1489 {
1490         struct mm_struct *mm = current->mm;
1491         struct vm_area_struct *vma;
1492         struct mempolicy *new;
1493         unsigned long vmstart;
1494         unsigned long vmend;
1495         unsigned long end;
1496         int err = -ENOENT;
1497         VMA_ITERATOR(vmi, mm, start);
1498
1499         start = untagged_addr(start);
1500         if (start & ~PAGE_MASK)
1501                 return -EINVAL;
1502         /*
1503          * flags is used for future extension if any.
1504          */
1505         if (flags != 0)
1506                 return -EINVAL;
1507
1508         /*
1509          * Check home_node is online to avoid accessing uninitialized
1510          * NODE_DATA.
1511          */
1512         if (home_node >= MAX_NUMNODES || !node_online(home_node))
1513                 return -EINVAL;
1514
1515         len = PAGE_ALIGN(len);
1516         end = start + len;
1517
1518         if (end < start)
1519                 return -EINVAL;
1520         if (end == start)
1521                 return 0;
1522         mmap_write_lock(mm);
1523         for_each_vma_range(vmi, vma, end) {
1524                 vmstart = max(start, vma->vm_start);
1525                 vmend   = min(end, vma->vm_end);
1526                 new = mpol_dup(vma_policy(vma));
1527                 if (IS_ERR(new)) {
1528                         err = PTR_ERR(new);
1529                         break;
1530                 }
1531                 /*
1532                  * Only update home node if there is an existing vma policy
1533                  */
1534                 if (!new)
1535                         continue;
1536
1537                 /*
1538                  * If any vma in the range got policy other than MPOL_BIND
1539                  * or MPOL_PREFERRED_MANY we return error. We don't reset
1540                  * the home node for vmas we already updated before.
1541                  */
1542                 if (new->mode != MPOL_BIND && new->mode != MPOL_PREFERRED_MANY) {
1543                         mpol_put(new);
1544                         err = -EOPNOTSUPP;
1545                         break;
1546                 }
1547
1548                 new->home_node = home_node;
1549                 err = mbind_range(mm, vmstart, vmend, new);
1550                 mpol_put(new);
1551                 if (err)
1552                         break;
1553         }
1554         mmap_write_unlock(mm);
1555         return err;
1556 }
1557
1558 SYSCALL_DEFINE6(mbind, unsigned long, start, unsigned long, len,
1559                 unsigned long, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1560                 unsigned long, maxnode, unsigned int, flags)
1561 {
1562         return kernel_mbind(start, len, mode, nmask, maxnode, flags);
1563 }
1564
1565 /* Set the process memory policy */
1566 static long kernel_set_mempolicy(int mode, const unsigned long __user *nmask,
1567                                  unsigned long maxnode)
1568 {
1569         unsigned short mode_flags;
1570         nodemask_t nodes;
1571         int lmode = mode;
1572         int err;
1573
1574         err = sanitize_mpol_flags(&lmode, &mode_flags);
1575         if (err)
1576                 return err;
1577
1578         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1579         if (err)
1580                 return err;
1581
1582         return do_set_mempolicy(lmode, mode_flags, &nodes);
1583 }
1584
1585 SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1586                 unsigned long, maxnode)
1587 {
1588         return kernel_set_mempolicy(mode, nmask, maxnode);
1589 }
1590
1591 static int kernel_migrate_pages(pid_t pid, unsigned long maxnode,
1592                                 const unsigned long __user *old_nodes,
1593                                 const unsigned long __user *new_nodes)
1594 {
1595         struct mm_struct *mm = NULL;
1596         struct task_struct *task;
1597         nodemask_t task_nodes;
1598         int err;
1599         nodemask_t *old;
1600         nodemask_t *new;
1601         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1602
1603         if (!scratch)
1604                 return -ENOMEM;
1605
1606         old = &scratch->mask1;
1607         new = &scratch->mask2;
1608
1609         err = get_nodes(old, old_nodes, maxnode);
1610         if (err)
1611                 goto out;
1612
1613         err = get_nodes(new, new_nodes, maxnode);
1614         if (err)
1615                 goto out;
1616
1617         /* Find the mm_struct */
1618         rcu_read_lock();
1619         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1620         if (!task) {
1621                 rcu_read_unlock();
1622                 err = -ESRCH;
1623                 goto out;
1624         }
1625         get_task_struct(task);
1626
1627         err = -EINVAL;
1628
1629         /*
1630          * Check if this process has the right to modify the specified process.
1631          * Use the regular "ptrace_may_access()" checks.
1632          */
1633         if (!ptrace_may_access(task, PTRACE_MODE_READ_REALCREDS)) {
1634                 rcu_read_unlock();
1635                 err = -EPERM;
1636                 goto out_put;
1637         }
1638         rcu_read_unlock();
1639
1640         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1641         /* Is the user allowed to access the target nodes? */
1642         if (!nodes_subset(*new, task_nodes) && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1643                 err = -EPERM;
1644                 goto out_put;
1645         }
1646
1647         task_nodes = cpuset_mems_allowed(current);
1648         nodes_and(*new, *new, task_nodes);
1649         if (nodes_empty(*new))
1650                 goto out_put;
1651
1652         err = security_task_movememory(task);
1653         if (err)
1654                 goto out_put;
1655
1656         mm = get_task_mm(task);
1657         put_task_struct(task);
1658
1659         if (!mm) {
1660                 err = -EINVAL;
1661                 goto out;
1662         }
1663
1664         err = do_migrate_pages(mm, old, new,
1665                 capable(CAP_SYS_NICE) ? MPOL_MF_MOVE_ALL : MPOL_MF_MOVE);
1666
1667         mmput(mm);
1668 out:
1669         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1670
1671         return err;
1672
1673 out_put:
1674         put_task_struct(task);
1675         goto out;
1676
1677 }
1678
1679 SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, pid_t, pid, unsigned long, maxnode,
1680                 const unsigned long __user *, old_nodes,
1681                 const unsigned long __user *, new_nodes)
1682 {
1683         return kernel_migrate_pages(pid, maxnode, old_nodes, new_nodes);
1684 }
1685
1686
1687 /* Retrieve NUMA policy */
1688 static int kernel_get_mempolicy(int __user *policy,
1689                                 unsigned long __user *nmask,
1690                                 unsigned long maxnode,
1691                                 unsigned long addr,
1692                                 unsigned long flags)
1693 {
1694         int err;
1695         int pval;
1696         nodemask_t nodes;
1697
1698         if (nmask != NULL && maxnode < nr_node_ids)
1699                 return -EINVAL;
1700
1701         addr = untagged_addr(addr);
1702
1703         err = do_get_mempolicy(&pval, &nodes, addr, flags);
1704
1705         if (err)
1706                 return err;
1707
1708         if (policy && put_user(pval, policy))
1709                 return -EFAULT;
1710
1711         if (nmask)
1712                 err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, &nodes);
1713
1714         return err;
1715 }
1716
1717 SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1718                 unsigned long __user *, nmask, unsigned long, maxnode,
1719                 unsigned long, addr, unsigned long, flags)
1720 {
1721         return kernel_get_mempolicy(policy, nmask, maxnode, addr, flags);
1722 }
1723
1724 bool vma_migratable(struct vm_area_struct *vma)
1725 {
1726         if (vma->vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP))
1727                 return false;
1728
1729         /*
1730          * DAX device mappings require predictable access latency, so avoid
1731          * incurring periodic faults.
1732          */
1733         if (vma_is_dax(vma))
1734                 return false;
1735
1736         if (is_vm_hugetlb_page(vma) &&
1737                 !hugepage_migration_supported(hstate_vma(vma)))
1738                 return false;
1739
1740         /*
1741          * Migration allocates pages in the highest zone. If we cannot
1742          * do so then migration (at least from node to node) is not
1743          * possible.
1744          */
1745         if (vma->vm_file &&
1746                 gfp_zone(mapping_gfp_mask(vma->vm_file->f_mapping))
1747                         < policy_zone)
1748                 return false;
1749         return true;
1750 }
1751
1752 struct mempolicy *__get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1753                                                 unsigned long addr)
1754 {
1755         struct mempolicy *pol = NULL;
1756
1757         if (vma) {
1758                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1759                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
1760                 } else if (vma->vm_policy) {
1761                         pol = vma->vm_policy;
1762
1763                         /*
1764                          * shmem_alloc_page() passes MPOL_F_SHARED policy with
1765                          * a pseudo vma whose vma->vm_ops=NULL. Take a reference
1766                          * count on these policies which will be dropped by
1767                          * mpol_cond_put() later
1768                          */
1769                         if (mpol_needs_cond_ref(pol))
1770                                 mpol_get(pol);
1771                 }
1772         }
1773
1774         return pol;
1775 }
1776
1777 /*
1778  * get_vma_policy(@vma, @addr)
1779  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
1780  * @addr: address in @vma for shared policy lookup
1781  *
1782  * Returns effective policy for a VMA at specified address.
1783  * Falls back to current->mempolicy or system default policy, as necessary.
1784  * Shared policies [those marked as MPOL_F_SHARED] require an extra reference
1785  * count--added by the get_policy() vm_op, as appropriate--to protect against
1786  * freeing by another task.  It is the caller's responsibility to free the
1787  * extra reference for shared policies.
1788  */
1789 static struct mempolicy *get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1790                                                 unsigned long addr)
1791 {
1792         struct mempolicy *pol = __get_vma_policy(vma, addr);
1793
1794         if (!pol)
1795                 pol = get_task_policy(current);
1796
1797         return pol;
1798 }
1799
1800 bool vma_policy_mof(struct vm_area_struct *vma)
1801 {
1802         struct mempolicy *pol;
1803
1804         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1805                 bool ret = false;
1806
1807                 pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, vma->vm_start);
1808                 if (pol && (pol->flags & MPOL_F_MOF))
1809                         ret = true;
1810                 mpol_cond_put(pol);
1811
1812                 return ret;
1813         }
1814
1815         pol = vma->vm_policy;
1816         if (!pol)
1817                 pol = get_task_policy(current);
1818
1819         return pol->flags & MPOL_F_MOF;
1820 }
1821
1822 bool apply_policy_zone(struct mempolicy *policy, enum zone_type zone)
1823 {
1824         enum zone_type dynamic_policy_zone = policy_zone;
1825
1826         BUG_ON(dynamic_policy_zone == ZONE_MOVABLE);
1827
1828         /*
1829          * if policy->nodes has movable memory only,
1830          * we apply policy when gfp_zone(gfp) = ZONE_MOVABLE only.
1831          *
1832          * policy->nodes is intersect with node_states[N_MEMORY].
1833          * so if the following test fails, it implies
1834          * policy->nodes has movable memory only.
1835          */
1836         if (!nodes_intersects(policy->nodes, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
1837                 dynamic_policy_zone = ZONE_MOVABLE;
1838
1839         return zone >= dynamic_policy_zone;
1840 }
1841
1842 /*
1843  * Return a nodemask representing a mempolicy for filtering nodes for
1844  * page allocation
1845  */
1846 nodemask_t *policy_nodemask(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1847 {
1848         int mode = policy->mode;
1849
1850         /* Lower zones don't get a nodemask applied for MPOL_BIND */
1851         if (unlikely(mode == MPOL_BIND) &&
1852                 apply_policy_zone(policy, gfp_zone(gfp)) &&
1853                 cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(&policy->nodes))
1854                 return &policy->nodes;
1855
1856         if (mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
1857                 return &policy->nodes;
1858
1859         return NULL;
1860 }
1861
1862 /*
1863  * Return the  preferred node id for 'prefer' mempolicy, and return
1864  * the given id for all other policies.
1865  *
1866  * policy_node() is always coupled with policy_nodemask(), which
1867  * secures the nodemask limit for 'bind' and 'prefer-many' policy.
1868  */
1869 static int policy_node(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy, int nd)
1870 {
1871         if (policy->mode == MPOL_PREFERRED) {
1872                 nd = first_node(policy->nodes);
1873         } else {
1874                 /*
1875                  * __GFP_THISNODE shouldn't even be used with the bind policy
1876                  * because we might easily break the expectation to stay on the
1877                  * requested node and not break the policy.
1878                  */
1879                 WARN_ON_ONCE(policy->mode == MPOL_BIND && (gfp & __GFP_THISNODE));
1880         }
1881
1882         if ((policy->mode == MPOL_BIND ||
1883              policy->mode == MPOL_PREFERRED_MANY) &&
1884             policy->home_node != NUMA_NO_NODE)
1885                 return policy->home_node;
1886
1887         return nd;
1888 }
1889
1890 /* Do dynamic interleaving for a process */
1891 static unsigned interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
1892 {
1893         unsigned next;
1894         struct task_struct *me = current;
1895
1896         next = next_node_in(me->il_prev, policy->nodes);
1897         if (next < MAX_NUMNODES)
1898                 me->il_prev = next;
1899         return next;
1900 }
1901
1902 /*
1903  * Depending on the memory policy provide a node from which to allocate the
1904  * next slab entry.
1905  */
1906 unsigned int mempolicy_slab_node(void)
1907 {
1908         struct mempolicy *policy;
1909         int node = numa_mem_id();
1910
1911         if (!in_task())
1912                 return node;
1913
1914         policy = current->mempolicy;
1915         if (!policy)
1916                 return node;
1917
1918         switch (policy->mode) {
1919         case MPOL_PREFERRED:
1920                 return first_node(policy->nodes);
1921
1922         case MPOL_INTERLEAVE:
1923                 return interleave_nodes(policy);
1924
1925         case MPOL_BIND:
1926         case MPOL_PREFERRED_MANY:
1927         {
1928                 struct zoneref *z;
1929
1930                 /*
1931                  * Follow bind policy behavior and start allocation at the
1932                  * first node.
1933                  */
1934                 struct zonelist *zonelist;
1935                 enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(GFP_KERNEL);
1936                 zonelist = &NODE_DATA(node)->node_zonelists[ZONELIST_FALLBACK];
1937                 z = first_zones_zonelist(zonelist, highest_zoneidx,
1938                                                         &policy->nodes);
1939                 return z->zone ? zone_to_nid(z->zone) : node;
1940         }
1941         case MPOL_LOCAL:
1942                 return node;
1943
1944         default:
1945                 BUG();
1946         }
1947 }
1948
1949 /*
1950  * Do static interleaving for a VMA with known offset @n.  Returns the n'th
1951  * node in pol->nodes (starting from n=0), wrapping around if n exceeds the
1952  * number of present nodes.
1953  */
1954 static unsigned offset_il_node(struct mempolicy *pol, unsigned long n)
1955 {
1956         nodemask_t nodemask = pol->nodes;
1957         unsigned int target, nnodes;
1958         int i;
1959         int nid;
1960         /*
1961          * The barrier will stabilize the nodemask in a register or on
1962          * the stack so that it will stop changing under the code.
1963          *
1964          * Between first_node() and next_node(), pol->nodes could be changed
1965          * by other threads. So we put pol->nodes in a local stack.
1966          */
1967         barrier();
1968
1969         nnodes = nodes_weight(nodemask);
1970         if (!nnodes)
1971                 return numa_node_id();
1972         target = (unsigned int)n % nnodes;
1973         nid = first_node(nodemask);
1974         for (i = 0; i < target; i++)
1975                 nid = next_node(nid, nodemask);
1976         return nid;
1977 }
1978
1979 /* Determine a node number for interleave */
1980 static inline unsigned interleave_nid(struct mempolicy *pol,
1981                  struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, int shift)
1982 {
1983         if (vma) {
1984                 unsigned long off;
1985
1986                 /*
1987                  * for small pages, there is no difference between
1988                  * shift and PAGE_SHIFT, so the bit-shift is safe.
1989                  * for huge pages, since vm_pgoff is in units of small
1990                  * pages, we need to shift off the always 0 bits to get
1991                  * a useful offset.
1992                  */
1993                 BUG_ON(shift < PAGE_SHIFT);
1994                 off = vma->vm_pgoff >> (shift - PAGE_SHIFT);
1995                 off += (addr - vma->vm_start) >> shift;
1996                 return offset_il_node(pol, off);
1997         } else
1998                 return interleave_nodes(pol);
1999 }
2000
2001 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
2002 /*
2003  * huge_node(@vma, @addr, @gfp_flags, @mpol)
2004  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
2005  * @addr: address in @vma for shared policy lookup and interleave policy
2006  * @gfp_flags: for requested zone
2007  * @mpol: pointer to mempolicy pointer for reference counted mempolicy
2008  * @nodemask: pointer to nodemask pointer for 'bind' and 'prefer-many' policy
2009  *
2010  * Returns a nid suitable for a huge page allocation and a pointer
2011  * to the struct mempolicy for conditional unref after allocation.
2012  * If the effective policy is 'bind' or 'prefer-many', returns a pointer
2013  * to the mempolicy's @nodemask for filtering the zonelist.
2014  *
2015  * Must be protected by read_mems_allowed_begin()
2016  */
2017 int huge_node(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, gfp_t gfp_flags,
2018                                 struct mempolicy **mpol, nodemask_t **nodemask)
2019 {
2020         int nid;
2021         int mode;
2022
2023         *mpol = get_vma_policy(vma, addr);
2024         *nodemask = NULL;
2025         mode = (*mpol)->mode;
2026
2027         if (unlikely(mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
2028                 nid = interleave_nid(*mpol, vma, addr,
2029                                         huge_page_shift(hstate_vma(vma)));
2030         } else {
2031                 nid = policy_node(gfp_flags, *mpol, numa_node_id());
2032                 if (mode == MPOL_BIND || mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
2033                         *nodemask = &(*mpol)->nodes;
2034         }
2035         return nid;
2036 }
2037
2038 /*
2039  * init_nodemask_of_mempolicy
2040  *
2041  * If the current task's mempolicy is "default" [NULL], return 'false'
2042  * to indicate default policy.  Otherwise, extract the policy nodemask
2043  * for 'bind' or 'interleave' policy into the argument nodemask, or
2044  * initialize the argument nodemask to contain the single node for
2045  * 'preferred' or 'local' policy and return 'true' to indicate presence
2046  * of non-default mempolicy.
2047  *
2048  * We don't bother with reference counting the mempolicy [mpol_get/put]
2049  * because the current task is examining it's own mempolicy and a task's
2050  * mempolicy is only ever changed by the task itself.
2051  *
2052  * N.B., it is the caller's responsibility to free a returned nodemask.
2053  */
2054 bool init_nodemask_of_mempolicy(nodemask_t *mask)
2055 {
2056         struct mempolicy *mempolicy;
2057
2058         if (!(mask && current->mempolicy))
2059                 return false;
2060
2061         task_lock(current);
2062         mempolicy = current->mempolicy;
2063         switch (mempolicy->mode) {
2064         case MPOL_PREFERRED:
2065         case MPOL_PREFERRED_MANY:
2066         case MPOL_BIND:
2067         case MPOL_INTERLEAVE:
2068                 *mask = mempolicy->nodes;
2069                 break;
2070
2071         case MPOL_LOCAL:
2072                 init_nodemask_of_node(mask, numa_node_id());
2073                 break;
2074
2075         default:
2076                 BUG();
2077         }
2078         task_unlock(current);
2079
2080         return true;
2081 }
2082 #endif
2083
2084 /*
2085  * mempolicy_in_oom_domain
2086  *
2087  * If tsk's mempolicy is "bind", check for intersection between mask and
2088  * the policy nodemask. Otherwise, return true for all other policies
2089  * including "interleave", as a tsk with "interleave" policy may have
2090  * memory allocated from all nodes in system.
2091  *
2092  * Takes task_lock(tsk) to prevent freeing of its mempolicy.
2093  */
2094 bool mempolicy_in_oom_domain(struct task_struct *tsk,
2095                                         const nodemask_t *mask)
2096 {
2097         struct mempolicy *mempolicy;
2098         bool ret = true;
2099
2100         if (!mask)
2101                 return ret;
2102
2103         task_lock(tsk);
2104         mempolicy = tsk->mempolicy;
2105         if (mempolicy && mempolicy->mode == MPOL_BIND)
2106                 ret = nodes_intersects(mempolicy->nodes, *mask);
2107         task_unlock(tsk);
2108
2109         return ret;
2110 }
2111
2112 /* Allocate a page in interleaved policy.
2113    Own path because it needs to do special accounting. */
2114 static struct page *alloc_page_interleave(gfp_t gfp, unsigned order,
2115                                         unsigned nid)
2116 {
2117         struct page *page;
2118
2119         page = __alloc_pages(gfp, order, nid, NULL);
2120         /* skip NUMA_INTERLEAVE_HIT counter update if numa stats is disabled */
2121         if (!static_branch_likely(&vm_numa_stat_key))
2122                 return page;
2123         if (page && page_to_nid(page) == nid) {
2124                 preempt_disable();
2125                 __count_numa_event(page_zone(page), NUMA_INTERLEAVE_HIT);
2126                 preempt_enable();
2127         }
2128         return page;
2129 }
2130
2131 static struct page *alloc_pages_preferred_many(gfp_t gfp, unsigned int order,
2132                                                 int nid, struct mempolicy *pol)
2133 {
2134         struct page *page;
2135         gfp_t preferred_gfp;
2136
2137         /*
2138          * This is a two pass approach. The first pass will only try the
2139          * preferred nodes but skip the direct reclaim and allow the
2140          * allocation to fail, while the second pass will try all the
2141          * nodes in system.
2142          */
2143         preferred_gfp = gfp | __GFP_NOWARN;
2144         preferred_gfp &= ~(__GFP_DIRECT_RECLAIM | __GFP_NOFAIL);
2145         page = __alloc_pages(preferred_gfp, order, nid, &pol->nodes);
2146         if (!page)
2147                 page = __alloc_pages(gfp, order, nid, NULL);
2148
2149         return page;
2150 }
2151
2152 /**
2153  * vma_alloc_folio - Allocate a folio for a VMA.
2154  * @gfp: GFP flags.
2155  * @order: Order of the folio.
2156  * @vma: Pointer to VMA or NULL if not available.
2157  * @addr: Virtual address of the allocation.  Must be inside @vma.
2158  * @hugepage: For hugepages try only the preferred node if possible.
2159  *
2160  * Allocate a folio for a specific address in @vma, using the appropriate
2161  * NUMA policy.  When @vma is not NULL the caller must hold the mmap_lock
2162  * of the mm_struct of the VMA to prevent it from going away.  Should be
2163  * used for all allocations for folios that will be mapped into user space.
2164  *
2165  * Return: The folio on success or NULL if allocation fails.
2166  */
2167 struct folio *vma_alloc_folio(gfp_t gfp, int order, struct vm_area_struct *vma,
2168                 unsigned long addr, bool hugepage)
2169 {
2170         struct mempolicy *pol;
2171         int node = numa_node_id();
2172         struct folio *folio;
2173         int preferred_nid;
2174         nodemask_t *nmask;
2175
2176         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2177
2178         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
2179                 struct page *page;
2180                 unsigned nid;
2181
2182                 nid = interleave_nid(pol, vma, addr, PAGE_SHIFT + order);
2183                 mpol_cond_put(pol);
2184                 gfp |= __GFP_COMP;
2185                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, nid);
2186                 if (page && order > 1)
2187                         prep_transhuge_page(page);
2188                 folio = (struct folio *)page;
2189                 goto out;
2190         }
2191
2192         if (pol->mode == MPOL_PREFERRED_MANY) {
2193                 struct page *page;
2194
2195                 node = policy_node(gfp, pol, node);
2196                 gfp |= __GFP_COMP;
2197                 page = alloc_pages_preferred_many(gfp, order, node, pol);
2198                 mpol_cond_put(pol);
2199                 if (page && order > 1)
2200                         prep_transhuge_page(page);
2201                 folio = (struct folio *)page;
2202                 goto out;
2203         }
2204
2205         if (unlikely(IS_ENABLED(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) && hugepage)) {
2206                 int hpage_node = node;
2207
2208                 /*
2209                  * For hugepage allocation and non-interleave policy which
2210                  * allows the current node (or other explicitly preferred
2211                  * node) we only try to allocate from the current/preferred
2212                  * node and don't fall back to other nodes, as the cost of
2213                  * remote accesses would likely offset THP benefits.
2214                  *
2215                  * If the policy is interleave or does not allow the current
2216                  * node in its nodemask, we allocate the standard way.
2217                  */
2218                 if (pol->mode == MPOL_PREFERRED)
2219                         hpage_node = first_node(pol->nodes);
2220
2221                 nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2222                 if (!nmask || node_isset(hpage_node, *nmask)) {
2223                         mpol_cond_put(pol);
2224                         /*
2225                          * First, try to allocate THP only on local node, but
2226                          * don't reclaim unnecessarily, just compact.
2227                          */
2228                         folio = __folio_alloc_node(gfp | __GFP_THISNODE |
2229                                         __GFP_NORETRY, order, hpage_node);
2230
2231                         /*
2232                          * If hugepage allocations are configured to always
2233                          * synchronous compact or the vma has been madvised
2234                          * to prefer hugepage backing, retry allowing remote
2235                          * memory with both reclaim and compact as well.
2236                          */
2237                         if (!folio && (gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM))
2238                                 folio = __folio_alloc(gfp, order, hpage_node,
2239                                                       nmask);
2240
2241                         goto out;
2242                 }
2243         }
2244
2245         nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2246         preferred_nid = policy_node(gfp, pol, node);
2247         folio = __folio_alloc(gfp, order, preferred_nid, nmask);
2248         mpol_cond_put(pol);
2249 out:
2250         return folio;
2251 }
2252 EXPORT_SYMBOL(vma_alloc_folio);
2253
2254 /**
2255  * alloc_pages - Allocate pages.
2256  * @gfp: GFP flags.
2257  * @order: Power of two of number of pages to allocate.
2258  *
2259  * Allocate 1 << @order contiguous pages.  The physical address of the
2260  * first page is naturally aligned (eg an order-3 allocation will be aligned
2261  * to a multiple of 8 * PAGE_SIZE bytes).  The NUMA policy of the current
2262  * process is honoured when in process context.
2263  *
2264  * Context: Can be called from any context, providing the appropriate GFP
2265  * flags are used.
2266  * Return: The page on success or NULL if allocation fails.
2267  */
2268 struct page *alloc_pages(gfp_t gfp, unsigned order)
2269 {
2270         struct mempolicy *pol = &default_policy;
2271         struct page *page;
2272
2273         if (!in_interrupt() && !(gfp & __GFP_THISNODE))
2274                 pol = get_task_policy(current);
2275
2276         /*
2277          * No reference counting needed for current->mempolicy
2278          * nor system default_policy
2279          */
2280         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
2281                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, interleave_nodes(pol));
2282         else if (pol->mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
2283                 page = alloc_pages_preferred_many(gfp, order,
2284                                   policy_node(gfp, pol, numa_node_id()), pol);
2285         else
2286                 page = __alloc_pages(gfp, order,
2287                                 policy_node(gfp, pol, numa_node_id()),
2288                                 policy_nodemask(gfp, pol));
2289
2290         return page;
2291 }
2292 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages);
2293
2294 struct folio *folio_alloc(gfp_t gfp, unsigned order)
2295 {
2296         struct page *page = alloc_pages(gfp | __GFP_COMP, order);
2297
2298         if (page && order > 1)
2299                 prep_transhuge_page(page);
2300         return (struct folio *)page;
2301 }
2302 EXPORT_SYMBOL(folio_alloc);
2303
2304 static unsigned long alloc_pages_bulk_array_interleave(gfp_t gfp,
2305                 struct mempolicy *pol, unsigned long nr_pages,
2306                 struct page **page_array)
2307 {
2308         int nodes;
2309         unsigned long nr_pages_per_node;
2310         int delta;
2311         int i;
2312         unsigned long nr_allocated;
2313         unsigned long total_allocated = 0;
2314
2315         nodes = nodes_weight(pol->nodes);
2316         nr_pages_per_node = nr_pages / nodes;
2317         delta = nr_pages - nodes * nr_pages_per_node;
2318
2319         for (i = 0; i < nodes; i++) {
2320                 if (delta) {
2321                         nr_allocated = __alloc_pages_bulk(gfp,
2322                                         interleave_nodes(pol), NULL,
2323                                         nr_pages_per_node + 1, NULL,
2324                                         page_array);
2325                         delta--;
2326                 } else {
2327                         nr_allocated = __alloc_pages_bulk(gfp,
2328                                         interleave_nodes(pol), NULL,
2329                                         nr_pages_per_node, NULL, page_array);
2330                 }
2331
2332                 page_array += nr_allocated;
2333                 total_allocated += nr_allocated;
2334         }
2335
2336         return total_allocated;
2337 }
2338
2339 static unsigned long alloc_pages_bulk_array_preferred_many(gfp_t gfp, int nid,
2340                 struct mempolicy *pol, unsigned long nr_pages,
2341                 struct page **page_array)
2342 {
2343         gfp_t preferred_gfp;
2344         unsigned long nr_allocated = 0;
2345
2346         preferred_gfp = gfp | __GFP_NOWARN;
2347         preferred_gfp &= ~(__GFP_DIRECT_RECLAIM | __GFP_NOFAIL);
2348
2349         nr_allocated  = __alloc_pages_bulk(preferred_gfp, nid, &pol->nodes,
2350                                            nr_pages, NULL, page_array);
2351
2352         if (nr_allocated < nr_pages)
2353                 nr_allocated += __alloc_pages_bulk(gfp, numa_node_id(), NULL,
2354                                 nr_pages - nr_allocated, NULL,
2355                                 page_array + nr_allocated);
2356         return nr_allocated;
2357 }
2358
2359 /* alloc pages bulk and mempolicy should be considered at the
2360  * same time in some situation such as vmalloc.
2361  *
2362  * It can accelerate memory allocation especially interleaving
2363  * allocate memory.
2364  */
2365 unsigned long alloc_pages_bulk_array_mempolicy(gfp_t gfp,
2366                 unsigned long nr_pages, struct page **page_array)
2367 {
2368         struct mempolicy *pol = &default_policy;
2369
2370         if (!in_interrupt() && !(gfp & __GFP_THISNODE))
2371                 pol = get_task_policy(current);
2372
2373         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
2374                 return alloc_pages_bulk_array_interleave(gfp, pol,
2375                                                          nr_pages, page_array);
2376
2377         if (pol->mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
2378                 return alloc_pages_bulk_array_preferred_many(gfp,
2379                                 numa_node_id(), pol, nr_pages, page_array);
2380
2381         return __alloc_pages_bulk(gfp, policy_node(gfp, pol, numa_node_id()),
2382                                   policy_nodemask(gfp, pol), nr_pages, NULL,
2383                                   page_array);
2384 }
2385
2386 int vma_dup_policy(struct vm_area_struct *src, struct vm_area_struct *dst)
2387 {
2388         struct mempolicy *pol = mpol_dup(vma_policy(src));
2389
2390         if (IS_ERR(pol))
2391                 return PTR_ERR(pol);
2392         dst->vm_policy = pol;
2393         return 0;
2394 }
2395
2396 /*
2397  * If mpol_dup() sees current->cpuset == cpuset_being_rebound, then it
2398  * rebinds the mempolicy its copying by calling mpol_rebind_policy()
2399  * with the mems_allowed returned by cpuset_mems_allowed().  This
2400  * keeps mempolicies cpuset relative after its cpuset moves.  See
2401  * further kernel/cpuset.c update_nodemask().
2402  *
2403  * current's mempolicy may be rebinded by the other task(the task that changes
2404  * cpuset's mems), so we needn't do rebind work for current task.
2405  */
2406
2407 /* Slow path of a mempolicy duplicate */
2408 struct mempolicy *__mpol_dup(struct mempolicy *old)
2409 {
2410         struct mempolicy *new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2411
2412         if (!new)
2413                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2414
2415         /* task's mempolicy is protected by alloc_lock */
2416         if (old == current->mempolicy) {
2417                 task_lock(current);
2418                 *new = *old;
2419                 task_unlock(current);
2420         } else
2421                 *new = *old;
2422
2423         if (current_cpuset_is_being_rebound()) {
2424                 nodemask_t mems = cpuset_mems_allowed(current);
2425                 mpol_rebind_policy(new, &mems);
2426         }
2427         atomic_set(&new->refcnt, 1);
2428         return new;
2429 }
2430
2431 /* Slow path of a mempolicy comparison */
2432 bool __mpol_equal(struct mempolicy *a, struct mempolicy *b)
2433 {
2434         if (!a || !b)
2435                 return false;
2436         if (a->mode != b->mode)
2437                 return false;
2438         if (a->flags != b->flags)
2439                 return false;
2440         if (a->home_node != b->home_node)
2441                 return false;
2442         if (mpol_store_user_nodemask(a))
2443                 if (!nodes_equal(a->w.user_nodemask, b->w.user_nodemask))
2444                         return false;
2445
2446         switch (a->mode) {
2447         case MPOL_BIND:
2448         case MPOL_INTERLEAVE:
2449         case MPOL_PREFERRED:
2450         case MPOL_PREFERRED_MANY:
2451                 return !!nodes_equal(a->nodes, b->nodes);
2452         case MPOL_LOCAL:
2453                 return true;
2454         default:
2455                 BUG();
2456                 return false;
2457         }
2458 }
2459
2460 /*
2461  * Shared memory backing store policy support.
2462  *
2463  * Remember policies even when nobody has shared memory mapped.
2464  * The policies are kept in Red-Black tree linked from the inode.
2465  * They are protected by the sp->lock rwlock, which should be held
2466  * for any accesses to the tree.
2467  */
2468
2469 /*
2470  * lookup first element intersecting start-end.  Caller holds sp->lock for
2471  * reading or for writing
2472  */
2473 static struct sp_node *
2474 sp_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long start, unsigned long end)
2475 {
2476         struct rb_node *n = sp->root.rb_node;
2477
2478         while (n) {
2479                 struct sp_node *p = rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2480
2481                 if (start >= p->end)
2482                         n = n->rb_right;
2483                 else if (end <= p->start)
2484                         n = n->rb_left;
2485                 else
2486                         break;
2487         }
2488         if (!n)
2489                 return NULL;
2490         for (;;) {
2491                 struct sp_node *w = NULL;
2492                 struct rb_node *prev = rb_prev(n);
2493                 if (!prev)
2494                         break;
2495                 w = rb_entry(prev, struct sp_node, nd);
2496                 if (w->end <= start)
2497                         break;
2498                 n = prev;
2499         }
2500         return rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2501 }
2502
2503 /*
2504  * Insert a new shared policy into the list.  Caller holds sp->lock for
2505  * writing.
2506  */
2507 static void sp_insert(struct shared_policy *sp, struct sp_node *new)
2508 {
2509         struct rb_node **p = &sp->root.rb_node;
2510         struct rb_node *parent = NULL;
2511         struct sp_node *nd;
2512
2513         while (*p) {
2514                 parent = *p;
2515                 nd = rb_entry(parent, struct sp_node, nd);
2516                 if (new->start < nd->start)
2517                         p = &(*p)->rb_left;
2518                 else if (new->end > nd->end)
2519                         p = &(*p)->rb_right;
2520                 else
2521                         BUG();
2522         }
2523         rb_link_node(&new->nd, parent, p);
2524         rb_insert_color(&new->nd, &sp->root);
2525         pr_debug("inserting %lx-%lx: %d\n", new->start, new->end,
2526                  new->policy ? new->policy->mode : 0);
2527 }
2528
2529 /* Find shared policy intersecting idx */
2530 struct mempolicy *
2531 mpol_shared_policy_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long idx)
2532 {
2533         struct mempolicy *pol = NULL;
2534         struct sp_node *sn;
2535
2536         if (!sp->root.rb_node)
2537                 return NULL;
2538         read_lock(&sp->lock);
2539         sn = sp_lookup(sp, idx, idx+1);
2540         if (sn) {
2541                 mpol_get(sn->policy);
2542                 pol = sn->policy;
2543         }
2544         read_unlock(&sp->lock);
2545         return pol;
2546 }
2547
2548 static void sp_free(struct sp_node *n)
2549 {
2550         mpol_put(n->policy);
2551         kmem_cache_free(sn_cache, n);
2552 }
2553
2554 /**
2555  * mpol_misplaced - check whether current page node is valid in policy
2556  *
2557  * @page: page to be checked
2558  * @vma: vm area where page mapped
2559  * @addr: virtual address where page mapped
2560  *
2561  * Lookup current policy node id for vma,addr and "compare to" page's
2562  * node id.  Policy determination "mimics" alloc_page_vma().
2563  * Called from fault path where we know the vma and faulting address.
2564  *
2565  * Return: NUMA_NO_NODE if the page is in a node that is valid for this
2566  * policy, or a suitable node ID to allocate a replacement page from.
2567  */
2568 int mpol_misplaced(struct page *page, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
2569 {
2570         struct mempolicy *pol;
2571         struct zoneref *z;
2572         int curnid = page_to_nid(page);
2573         unsigned long pgoff;
2574         int thiscpu = raw_smp_processor_id();
2575         int thisnid = cpu_to_node(thiscpu);
2576         int polnid = NUMA_NO_NODE;
2577         int ret = NUMA_NO_NODE;
2578
2579         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2580         if (!(pol->flags & MPOL_F_MOF))
2581                 goto out;
2582
2583         switch (pol->mode) {
2584         case MPOL_INTERLEAVE:
2585                 pgoff = vma->vm_pgoff;
2586                 pgoff += (addr - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2587                 polnid = offset_il_node(pol, pgoff);
2588                 break;
2589
2590         case MPOL_PREFERRED:
2591                 if (node_isset(curnid, pol->nodes))
2592                         goto out;
2593                 polnid = first_node(pol->nodes);
2594                 break;
2595
2596         case MPOL_LOCAL:
2597                 polnid = numa_node_id();
2598                 break;
2599
2600         case MPOL_BIND:
2601                 /* Optimize placement among multiple nodes via NUMA balancing */
2602                 if (pol->flags & MPOL_F_MORON) {
2603                         if (node_isset(thisnid, pol->nodes))
2604                                 break;
2605                         goto out;
2606                 }
2607                 fallthrough;
2608
2609         case MPOL_PREFERRED_MANY:
2610                 /*
2611                  * use current page if in policy nodemask,
2612                  * else select nearest allowed node, if any.
2613                  * If no allowed nodes, use current [!misplaced].
2614                  */
2615                 if (node_isset(curnid, pol->nodes))
2616                         goto out;
2617                 z = first_zones_zonelist(
2618                                 node_zonelist(numa_node_id(), GFP_HIGHUSER),
2619                                 gfp_zone(GFP_HIGHUSER),
2620                                 &pol->nodes);
2621                 polnid = zone_to_nid(z->zone);
2622                 break;
2623
2624         default:
2625                 BUG();
2626         }
2627
2628         /* Migrate the page towards the node whose CPU is referencing it */
2629         if (pol->flags & MPOL_F_MORON) {
2630                 polnid = thisnid;
2631
2632                 if (!should_numa_migrate_memory(current, page, curnid, thiscpu))
2633                         goto out;
2634         }
2635
2636         if (curnid != polnid)
2637                 ret = polnid;
2638 out:
2639         mpol_cond_put(pol);
2640
2641         return ret;
2642 }
2643
2644 /*
2645  * Drop the (possibly final) reference to task->mempolicy.  It needs to be
2646  * dropped after task->mempolicy is set to NULL so that any allocation done as
2647  * part of its kmem_cache_free(), such as by KASAN, doesn't reference a freed
2648  * policy.
2649  */
2650 void mpol_put_task_policy(struct task_struct *task)
2651 {
2652         struct mempolicy *pol;
2653
2654         task_lock(task);
2655         pol = task->mempolicy;
2656         task->mempolicy = NULL;
2657         task_unlock(task);
2658         mpol_put(pol);
2659 }
2660
2661 static void sp_delete(struct shared_policy *sp, struct sp_node *n)
2662 {
2663         pr_debug("deleting %lx-l%lx\n", n->start, n->end);
2664         rb_erase(&n->nd, &sp->root);
2665         sp_free(n);
2666 }
2667
2668 static void sp_node_init(struct sp_node *node, unsigned long start,
2669                         unsigned long end, struct mempolicy *pol)
2670 {
2671         node->start = start;
2672         node->end = end;
2673         node->policy = pol;
2674 }
2675
2676 static struct sp_node *sp_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
2677                                 struct mempolicy *pol)
2678 {
2679         struct sp_node *n;
2680         struct mempolicy *newpol;
2681
2682         n = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2683         if (!n)
2684                 return NULL;
2685
2686         newpol = mpol_dup(pol);
2687         if (IS_ERR(newpol)) {
2688                 kmem_cache_free(sn_cache, n);
2689                 return NULL;
2690         }
2691         newpol->flags |= MPOL_F_SHARED;
2692         sp_node_init(n, start, end, newpol);
2693
2694         return n;
2695 }
2696
2697 /* Replace a policy range. */
2698 static int shared_policy_replace(struct shared_policy *sp, unsigned long start,
2699                                  unsigned long end, struct sp_node *new)
2700 {
2701         struct sp_node *n;
2702         struct sp_node *n_new = NULL;
2703         struct mempolicy *mpol_new = NULL;
2704         int ret = 0;
2705
2706 restart:
2707         write_lock(&sp->lock);
2708         n = sp_lookup(sp, start, end);
2709         /* Take care of old policies in the same range. */
2710         while (n && n->start < end) {
2711                 struct rb_node *next = rb_next(&n->nd);
2712                 if (n->start >= start) {
2713                         if (n->end <= end)
2714                                 sp_delete(sp, n);
2715                         else
2716                                 n->start = end;
2717                 } else {
2718                         /* Old policy spanning whole new range. */
2719                         if (n->end > end) {
2720                                 if (!n_new)
2721                                         goto alloc_new;
2722
2723                                 *mpol_new = *n->policy;
2724                                 atomic_set(&mpol_new->refcnt, 1);
2725                                 sp_node_init(n_new, end, n->end, mpol_new);
2726                                 n->end = start;
2727                                 sp_insert(sp, n_new);
2728                                 n_new = NULL;
2729                                 mpol_new = NULL;
2730                                 break;
2731                         } else
2732                                 n->end = start;
2733                 }
2734                 if (!next)
2735                         break;
2736                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2737         }
2738         if (new)
2739                 sp_insert(sp, new);
2740         write_unlock(&sp->lock);
2741         ret = 0;
2742
2743 err_out:
2744         if (mpol_new)
2745                 mpol_put(mpol_new);
2746         if (n_new)
2747                 kmem_cache_free(sn_cache, n_new);
2748
2749         return ret;
2750
2751 alloc_new:
2752         write_unlock(&sp->lock);
2753         ret = -ENOMEM;
2754         n_new = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2755         if (!n_new)
2756                 goto err_out;
2757         mpol_new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2758         if (!mpol_new)
2759                 goto err_out;
2760         atomic_set(&mpol_new->refcnt, 1);
2761         goto restart;
2762 }
2763
2764 /**
2765  * mpol_shared_policy_init - initialize shared policy for inode
2766  * @sp: pointer to inode shared policy
2767  * @mpol:  struct mempolicy to install
2768  *
2769  * Install non-NULL @mpol in inode's shared policy rb-tree.
2770  * On entry, the current task has a reference on a non-NULL @mpol.
2771  * This must be released on exit.
2772  * This is called at get_inode() calls and we can use GFP_KERNEL.
2773  */
2774 void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *sp, struct mempolicy *mpol)
2775 {
2776         int ret;
2777
2778         sp->root = RB_ROOT;             /* empty tree == default mempolicy */
2779         rwlock_init(&sp->lock);
2780
2781         if (mpol) {
2782                 struct vm_area_struct pvma;
2783                 struct mempolicy *new;
2784                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2785
2786                 if (!scratch)
2787                         goto put_mpol;
2788                 /* contextualize the tmpfs mount point mempolicy */
2789                 new = mpol_new(mpol->mode, mpol->flags, &mpol->w.user_nodemask);
2790                 if (IS_ERR(new))
2791                         goto free_scratch; /* no valid nodemask intersection */
2792
2793                 task_lock(current);
2794                 ret = mpol_set_nodemask(new, &mpol->w.user_nodemask, scratch);
2795                 task_unlock(current);
2796                 if (ret)
2797                         goto put_new;
2798
2799                 /* Create pseudo-vma that contains just the policy */
2800                 vma_init(&pvma, NULL);
2801                 pvma.vm_end = TASK_SIZE;        /* policy covers entire file */
2802                 mpol_set_shared_policy(sp, &pvma, new); /* adds ref */
2803
2804 put_new:
2805                 mpol_put(new);                  /* drop initial ref */
2806 free_scratch:
2807                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2808 put_mpol:
2809                 mpol_put(mpol); /* drop our incoming ref on sb mpol */
2810         }
2811 }
2812
2813 int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *info,
2814                         struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *npol)
2815 {
2816         int err;
2817         struct sp_node *new = NULL;
2818         unsigned long sz = vma_pages(vma);
2819
2820         pr_debug("set_shared_policy %lx sz %lu %d %d %lx\n",
2821                  vma->vm_pgoff,
2822                  sz, npol ? npol->mode : -1,
2823                  npol ? npol->flags : -1,
2824                  npol ? nodes_addr(npol->nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
2825
2826         if (npol) {
2827                 new = sp_alloc(vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, npol);
2828                 if (!new)
2829                         return -ENOMEM;
2830         }
2831         err = shared_policy_replace(info, vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff+sz, new);
2832         if (err && new)
2833                 sp_free(new);
2834         return err;
2835 }
2836
2837 /* Free a backing policy store on inode delete. */
2838 void mpol_free_shared_policy(struct shared_policy *p)
2839 {
2840         struct sp_node *n;
2841         struct rb_node *next;
2842
2843         if (!p->root.rb_node)
2844                 return;
2845         write_lock(&p->lock);
2846         next = rb_first(&p->root);
2847         while (next) {
2848                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2849                 next = rb_next(&n->nd);
2850                 sp_delete(p, n);
2851         }
2852         write_unlock(&p->lock);
2853 }
2854
2855 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2856 static int __initdata numabalancing_override;
2857
2858 static void __init check_numabalancing_enable(void)
2859 {
2860         bool numabalancing_default = false;
2861
2862         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA_BALANCING_DEFAULT_ENABLED))
2863                 numabalancing_default = true;
2864
2865         /* Parsed by setup_numabalancing. override == 1 enables, -1 disables */
2866         if (numabalancing_override)
2867                 set_numabalancing_state(numabalancing_override == 1);
2868
2869         if (num_online_nodes() > 1 && !numabalancing_override) {
2870                 pr_info("%s automatic NUMA balancing. Configure with numa_balancing= or the kernel.numa_balancing sysctl\n",
2871                         numabalancing_default ? "Enabling" : "Disabling");
2872                 set_numabalancing_state(numabalancing_default);
2873         }
2874 }
2875
2876 static int __init setup_numabalancing(char *str)
2877 {
2878         int ret = 0;
2879         if (!str)
2880                 goto out;
2881
2882         if (!strcmp(str, "enable")) {
2883                 numabalancing_override = 1;
2884                 ret = 1;
2885         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2886                 numabalancing_override = -1;
2887                 ret = 1;
2888         }
2889 out:
2890         if (!ret)
2891                 pr_warn("Unable to parse numa_balancing=\n");
2892
2893         return ret;
2894 }
2895 __setup("numa_balancing=", setup_numabalancing);
2896 #else
2897 static inline void __init check_numabalancing_enable(void)
2898 {
2899 }
2900 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2901
2902 /* assumes fs == KERNEL_DS */
2903 void __init numa_policy_init(void)
2904 {
2905         nodemask_t interleave_nodes;
2906         unsigned long largest = 0;
2907         int nid, prefer = 0;
2908
2909         policy_cache = kmem_cache_create("numa_policy",
2910                                          sizeof(struct mempolicy),
2911                                          0, SLAB_PANIC, NULL);
2912
2913         sn_cache = kmem_cache_create("shared_policy_node",
2914                                      sizeof(struct sp_node),
2915                                      0, SLAB_PANIC, NULL);
2916
2917         for_each_node(nid) {
2918                 preferred_node_policy[nid] = (struct mempolicy) {
2919                         .refcnt = ATOMIC_INIT(1),
2920                         .mode = MPOL_PREFERRED,
2921                         .flags = MPOL_F_MOF | MPOL_F_MORON,
2922                         .nodes = nodemask_of_node(nid),
2923                 };
2924         }
2925
2926         /*
2927          * Set interleaving policy for system init. Interleaving is only
2928          * enabled across suitably sized nodes (default is >= 16MB), or
2929          * fall back to the largest node if they're all smaller.
2930          */
2931         nodes_clear(interleave_nodes);
2932         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
2933                 unsigned long total_pages = node_present_pages(nid);
2934
2935                 /* Preserve the largest node */
2936                 if (largest < total_pages) {
2937                         largest = total_pages;
2938                         prefer = nid;
2939                 }
2940
2941                 /* Interleave this node? */
2942                 if ((total_pages << PAGE_SHIFT) >= (16 << 20))
2943                         node_set(nid, interleave_nodes);
2944         }
2945
2946         /* All too small, use the largest */
2947         if (unlikely(nodes_empty(interleave_nodes)))
2948                 node_set(prefer, interleave_nodes);
2949
2950         if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, 0, &interleave_nodes))
2951                 pr_err("%s: interleaving failed\n", __func__);
2952
2953         check_numabalancing_enable();
2954 }
2955
2956 /* Reset policy of current process to default */
2957 void numa_default_policy(void)
2958 {
2959         do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, 0, NULL);
2960 }
2961
2962 /*
2963  * Parse and format mempolicy from/to strings
2964  */
2965
2966 static const char * const policy_modes[] =
2967 {
2968         [MPOL_DEFAULT]    = "default",
2969         [MPOL_PREFERRED]  = "prefer",
2970         [MPOL_BIND]       = "bind",
2971         [MPOL_INTERLEAVE] = "interleave",
2972         [MPOL_LOCAL]      = "local",
2973         [MPOL_PREFERRED_MANY]  = "prefer (many)",
2974 };
2975
2976
2977 #ifdef CONFIG_TMPFS
2978 /**
2979  * mpol_parse_str - parse string to mempolicy, for tmpfs mpol mount option.
2980  * @str:  string containing mempolicy to parse
2981  * @mpol:  pointer to struct mempolicy pointer, returned on success.
2982  *
2983  * Format of input:
2984  *      <mode>[=<flags>][:<nodelist>]
2985  *
2986  * Return: %0 on success, else %1
2987  */
2988 int mpol_parse_str(char *str, struct mempolicy **mpol)
2989 {
2990         struct mempolicy *new = NULL;
2991         unsigned short mode_flags;
2992         nodemask_t nodes;
2993         char *nodelist = strchr(str, ':');
2994         char *flags = strchr(str, '=');
2995         int err = 1, mode;
2996
2997         if (flags)
2998                 *flags++ = '\0';        /* terminate mode string */
2999
3000         if (nodelist) {
3001                 /* NUL-terminate mode or flags string */
3002                 *nodelist++ = '\0';
3003                 if (nodelist_parse(nodelist, nodes))
3004                         goto out;
3005                 if (!nodes_subset(nodes, node_states[N_MEMORY]))
3006                         goto out;
3007         } else
3008                 nodes_clear(nodes);
3009
3010         mode = match_string(policy_modes, MPOL_MAX, str);
3011         if (mode < 0)
3012                 goto out;
3013
3014         switch (mode) {
3015         case MPOL_PREFERRED:
3016                 /*
3017                  * Insist on a nodelist of one node only, although later
3018                  * we use first_node(nodes) to grab a single node, so here
3019                  * nodelist (or nodes) cannot be empty.
3020                  */
3021                 if (nodelist) {
3022                         char *rest = nodelist;
3023                         while (isdigit(*rest))
3024                                 rest++;
3025                         if (*rest)
3026                                 goto out;
3027                         if (nodes_empty(nodes))
3028                                 goto out;
3029                 }
3030                 break;
3031         case MPOL_INTERLEAVE:
3032                 /*
3033                  * Default to online nodes with memory if no nodelist
3034                  */
3035                 if (!nodelist)
3036                         nodes = node_states[N_MEMORY];
3037                 break;
3038         case MPOL_LOCAL:
3039                 /*
3040                  * Don't allow a nodelist;  mpol_new() checks flags
3041                  */
3042                 if (nodelist)
3043                         goto out;
3044                 break;
3045         case MPOL_DEFAULT:
3046                 /*
3047                  * Insist on a empty nodelist
3048                  */
3049                 if (!nodelist)
3050                         err = 0;
3051                 goto out;
3052         case MPOL_PREFERRED_MANY:
3053         case MPOL_BIND:
3054                 /*
3055                  * Insist on a nodelist
3056                  */
3057                 if (!nodelist)
3058                         goto out;
3059         }
3060
3061         mode_flags = 0;
3062         if (flags) {
3063                 /*
3064                  * Currently, we only support two mutually exclusive
3065                  * mode flags.
3066                  */
3067                 if (!strcmp(flags, "static"))
3068                         mode_flags |= MPOL_F_STATIC_NODES;
3069                 else if (!strcmp(flags, "relative"))
3070                         mode_flags |= MPOL_F_RELATIVE_NODES;
3071                 else
3072                         goto out;
3073         }
3074
3075         new = mpol_new(mode, mode_flags, &nodes);
3076         if (IS_ERR(new))
3077                 goto out;
3078
3079         /*
3080          * Save nodes for mpol_to_str() to show the tmpfs mount options
3081          * for /proc/mounts, /proc/pid/mounts and /proc/pid/mountinfo.
3082          */
3083         if (mode != MPOL_PREFERRED) {
3084                 new->nodes = nodes;
3085         } else if (nodelist) {
3086                 nodes_clear(new->nodes);
3087                 node_set(first_node(nodes), new->nodes);
3088         } else {
3089                 new->mode = MPOL_LOCAL;
3090         }
3091
3092         /*
3093          * Save nodes for contextualization: this will be used to "clone"
3094          * the mempolicy in a specific context [cpuset] at a later time.
3095          */
3096         new->w.user_nodemask = nodes;
3097
3098         err = 0;
3099
3100 out:
3101         /* Restore string for error message */
3102         if (nodelist)
3103                 *--nodelist = ':';
3104         if (flags)
3105                 *--flags = '=';
3106         if (!err)
3107                 *mpol = new;
3108         return err;
3109 }
3110 #endif /* CONFIG_TMPFS */
3111
3112 /**
3113  * mpol_to_str - format a mempolicy structure for printing
3114  * @buffer:  to contain formatted mempolicy string
3115  * @maxlen:  length of @buffer
3116  * @pol:  pointer to mempolicy to be formatted
3117  *
3118  * Convert @pol into a string.  If @buffer is too short, truncate the string.
3119  * Recommend a @maxlen of at least 32 for the longest mode, "interleave", the
3120  * longest flag, "relative", and to display at least a few node ids.
3121  */
3122 void mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol)
3123 {
3124         char *p = buffer;
3125         nodemask_t nodes = NODE_MASK_NONE;
3126         unsigned short mode = MPOL_DEFAULT;
3127         unsigned short flags = 0;
3128
3129         if (pol && pol != &default_policy && !(pol->flags & MPOL_F_MORON)) {
3130                 mode = pol->mode;
3131                 flags = pol->flags;
3132         }
3133
3134         switch (mode) {
3135         case MPOL_DEFAULT:
3136         case MPOL_LOCAL:
3137                 break;
3138         case MPOL_PREFERRED:
3139         case MPOL_PREFERRED_MANY:
3140         case MPOL_BIND:
3141         case MPOL_INTERLEAVE:
3142                 nodes = pol->nodes;
3143                 break;
3144         default:
3145                 WARN_ON_ONCE(1);
3146                 snprintf(p, maxlen, "unknown");
3147                 return;
3148         }
3149
3150         p += snprintf(p, maxlen, "%s", policy_modes[mode]);
3151
3152         if (flags & MPOL_MODE_FLAGS) {
3153                 p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "=");
3154
3155                 /*
3156                  * Currently, the only defined flags are mutually exclusive
3157                  */
3158                 if (flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
3159                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "static");
3160                 else if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
3161                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "relative");
3162         }
3163
3164         if (!nodes_empty(nodes))
3165                 p += scnprintf(p, buffer + maxlen - p, ":%*pbl",
3166                                nodemask_pr_args(&nodes));
3167 }