ublk: honor IO_URING_F_NONBLOCK for handling control command
[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                         err = -EOPNOTSUPP;
1544                         break;
1545                 }
1546
1547                 new->home_node = home_node;
1548                 err = mbind_range(mm, vmstart, vmend, new);
1549                 mpol_put(new);
1550                 if (err)
1551                         break;
1552         }
1553         mmap_write_unlock(mm);
1554         return err;
1555 }
1556
1557 SYSCALL_DEFINE6(mbind, unsigned long, start, unsigned long, len,
1558                 unsigned long, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1559                 unsigned long, maxnode, unsigned int, flags)
1560 {
1561         return kernel_mbind(start, len, mode, nmask, maxnode, flags);
1562 }
1563
1564 /* Set the process memory policy */
1565 static long kernel_set_mempolicy(int mode, const unsigned long __user *nmask,
1566                                  unsigned long maxnode)
1567 {
1568         unsigned short mode_flags;
1569         nodemask_t nodes;
1570         int lmode = mode;
1571         int err;
1572
1573         err = sanitize_mpol_flags(&lmode, &mode_flags);
1574         if (err)
1575                 return err;
1576
1577         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1578         if (err)
1579                 return err;
1580
1581         return do_set_mempolicy(lmode, mode_flags, &nodes);
1582 }
1583
1584 SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1585                 unsigned long, maxnode)
1586 {
1587         return kernel_set_mempolicy(mode, nmask, maxnode);
1588 }
1589
1590 static int kernel_migrate_pages(pid_t pid, unsigned long maxnode,
1591                                 const unsigned long __user *old_nodes,
1592                                 const unsigned long __user *new_nodes)
1593 {
1594         struct mm_struct *mm = NULL;
1595         struct task_struct *task;
1596         nodemask_t task_nodes;
1597         int err;
1598         nodemask_t *old;
1599         nodemask_t *new;
1600         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1601
1602         if (!scratch)
1603                 return -ENOMEM;
1604
1605         old = &scratch->mask1;
1606         new = &scratch->mask2;
1607
1608         err = get_nodes(old, old_nodes, maxnode);
1609         if (err)
1610                 goto out;
1611
1612         err = get_nodes(new, new_nodes, maxnode);
1613         if (err)
1614                 goto out;
1615
1616         /* Find the mm_struct */
1617         rcu_read_lock();
1618         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1619         if (!task) {
1620                 rcu_read_unlock();
1621                 err = -ESRCH;
1622                 goto out;
1623         }
1624         get_task_struct(task);
1625
1626         err = -EINVAL;
1627
1628         /*
1629          * Check if this process has the right to modify the specified process.
1630          * Use the regular "ptrace_may_access()" checks.
1631          */
1632         if (!ptrace_may_access(task, PTRACE_MODE_READ_REALCREDS)) {
1633                 rcu_read_unlock();
1634                 err = -EPERM;
1635                 goto out_put;
1636         }
1637         rcu_read_unlock();
1638
1639         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1640         /* Is the user allowed to access the target nodes? */
1641         if (!nodes_subset(*new, task_nodes) && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1642                 err = -EPERM;
1643                 goto out_put;
1644         }
1645
1646         task_nodes = cpuset_mems_allowed(current);
1647         nodes_and(*new, *new, task_nodes);
1648         if (nodes_empty(*new))
1649                 goto out_put;
1650
1651         err = security_task_movememory(task);
1652         if (err)
1653                 goto out_put;
1654
1655         mm = get_task_mm(task);
1656         put_task_struct(task);
1657
1658         if (!mm) {
1659                 err = -EINVAL;
1660                 goto out;
1661         }
1662
1663         err = do_migrate_pages(mm, old, new,
1664                 capable(CAP_SYS_NICE) ? MPOL_MF_MOVE_ALL : MPOL_MF_MOVE);
1665
1666         mmput(mm);
1667 out:
1668         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1669
1670         return err;
1671
1672 out_put:
1673         put_task_struct(task);
1674         goto out;
1675
1676 }
1677
1678 SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, pid_t, pid, unsigned long, maxnode,
1679                 const unsigned long __user *, old_nodes,
1680                 const unsigned long __user *, new_nodes)
1681 {
1682         return kernel_migrate_pages(pid, maxnode, old_nodes, new_nodes);
1683 }
1684
1685
1686 /* Retrieve NUMA policy */
1687 static int kernel_get_mempolicy(int __user *policy,
1688                                 unsigned long __user *nmask,
1689                                 unsigned long maxnode,
1690                                 unsigned long addr,
1691                                 unsigned long flags)
1692 {
1693         int err;
1694         int pval;
1695         nodemask_t nodes;
1696
1697         if (nmask != NULL && maxnode < nr_node_ids)
1698                 return -EINVAL;
1699
1700         addr = untagged_addr(addr);
1701
1702         err = do_get_mempolicy(&pval, &nodes, addr, flags);
1703
1704         if (err)
1705                 return err;
1706
1707         if (policy && put_user(pval, policy))
1708                 return -EFAULT;
1709
1710         if (nmask)
1711                 err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, &nodes);
1712
1713         return err;
1714 }
1715
1716 SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1717                 unsigned long __user *, nmask, unsigned long, maxnode,
1718                 unsigned long, addr, unsigned long, flags)
1719 {
1720         return kernel_get_mempolicy(policy, nmask, maxnode, addr, flags);
1721 }
1722
1723 bool vma_migratable(struct vm_area_struct *vma)
1724 {
1725         if (vma->vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP))
1726                 return false;
1727
1728         /*
1729          * DAX device mappings require predictable access latency, so avoid
1730          * incurring periodic faults.
1731          */
1732         if (vma_is_dax(vma))
1733                 return false;
1734
1735         if (is_vm_hugetlb_page(vma) &&
1736                 !hugepage_migration_supported(hstate_vma(vma)))
1737                 return false;
1738
1739         /*
1740          * Migration allocates pages in the highest zone. If we cannot
1741          * do so then migration (at least from node to node) is not
1742          * possible.
1743          */
1744         if (vma->vm_file &&
1745                 gfp_zone(mapping_gfp_mask(vma->vm_file->f_mapping))
1746                         < policy_zone)
1747                 return false;
1748         return true;
1749 }
1750
1751 struct mempolicy *__get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1752                                                 unsigned long addr)
1753 {
1754         struct mempolicy *pol = NULL;
1755
1756         if (vma) {
1757                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1758                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
1759                 } else if (vma->vm_policy) {
1760                         pol = vma->vm_policy;
1761
1762                         /*
1763                          * shmem_alloc_page() passes MPOL_F_SHARED policy with
1764                          * a pseudo vma whose vma->vm_ops=NULL. Take a reference
1765                          * count on these policies which will be dropped by
1766                          * mpol_cond_put() later
1767                          */
1768                         if (mpol_needs_cond_ref(pol))
1769                                 mpol_get(pol);
1770                 }
1771         }
1772
1773         return pol;
1774 }
1775
1776 /*
1777  * get_vma_policy(@vma, @addr)
1778  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
1779  * @addr: address in @vma for shared policy lookup
1780  *
1781  * Returns effective policy for a VMA at specified address.
1782  * Falls back to current->mempolicy or system default policy, as necessary.
1783  * Shared policies [those marked as MPOL_F_SHARED] require an extra reference
1784  * count--added by the get_policy() vm_op, as appropriate--to protect against
1785  * freeing by another task.  It is the caller's responsibility to free the
1786  * extra reference for shared policies.
1787  */
1788 static struct mempolicy *get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1789                                                 unsigned long addr)
1790 {
1791         struct mempolicy *pol = __get_vma_policy(vma, addr);
1792
1793         if (!pol)
1794                 pol = get_task_policy(current);
1795
1796         return pol;
1797 }
1798
1799 bool vma_policy_mof(struct vm_area_struct *vma)
1800 {
1801         struct mempolicy *pol;
1802
1803         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1804                 bool ret = false;
1805
1806                 pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, vma->vm_start);
1807                 if (pol && (pol->flags & MPOL_F_MOF))
1808                         ret = true;
1809                 mpol_cond_put(pol);
1810
1811                 return ret;
1812         }
1813
1814         pol = vma->vm_policy;
1815         if (!pol)
1816                 pol = get_task_policy(current);
1817
1818         return pol->flags & MPOL_F_MOF;
1819 }
1820
1821 bool apply_policy_zone(struct mempolicy *policy, enum zone_type zone)
1822 {
1823         enum zone_type dynamic_policy_zone = policy_zone;
1824
1825         BUG_ON(dynamic_policy_zone == ZONE_MOVABLE);
1826
1827         /*
1828          * if policy->nodes has movable memory only,
1829          * we apply policy when gfp_zone(gfp) = ZONE_MOVABLE only.
1830          *
1831          * policy->nodes is intersect with node_states[N_MEMORY].
1832          * so if the following test fails, it implies
1833          * policy->nodes has movable memory only.
1834          */
1835         if (!nodes_intersects(policy->nodes, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
1836                 dynamic_policy_zone = ZONE_MOVABLE;
1837
1838         return zone >= dynamic_policy_zone;
1839 }
1840
1841 /*
1842  * Return a nodemask representing a mempolicy for filtering nodes for
1843  * page allocation
1844  */
1845 nodemask_t *policy_nodemask(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1846 {
1847         int mode = policy->mode;
1848
1849         /* Lower zones don't get a nodemask applied for MPOL_BIND */
1850         if (unlikely(mode == MPOL_BIND) &&
1851                 apply_policy_zone(policy, gfp_zone(gfp)) &&
1852                 cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(&policy->nodes))
1853                 return &policy->nodes;
1854
1855         if (mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
1856                 return &policy->nodes;
1857
1858         return NULL;
1859 }
1860
1861 /*
1862  * Return the  preferred node id for 'prefer' mempolicy, and return
1863  * the given id for all other policies.
1864  *
1865  * policy_node() is always coupled with policy_nodemask(), which
1866  * secures the nodemask limit for 'bind' and 'prefer-many' policy.
1867  */
1868 static int policy_node(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy, int nd)
1869 {
1870         if (policy->mode == MPOL_PREFERRED) {
1871                 nd = first_node(policy->nodes);
1872         } else {
1873                 /*
1874                  * __GFP_THISNODE shouldn't even be used with the bind policy
1875                  * because we might easily break the expectation to stay on the
1876                  * requested node and not break the policy.
1877                  */
1878                 WARN_ON_ONCE(policy->mode == MPOL_BIND && (gfp & __GFP_THISNODE));
1879         }
1880
1881         if ((policy->mode == MPOL_BIND ||
1882              policy->mode == MPOL_PREFERRED_MANY) &&
1883             policy->home_node != NUMA_NO_NODE)
1884                 return policy->home_node;
1885
1886         return nd;
1887 }
1888
1889 /* Do dynamic interleaving for a process */
1890 static unsigned interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
1891 {
1892         unsigned next;
1893         struct task_struct *me = current;
1894
1895         next = next_node_in(me->il_prev, policy->nodes);
1896         if (next < MAX_NUMNODES)
1897                 me->il_prev = next;
1898         return next;
1899 }
1900
1901 /*
1902  * Depending on the memory policy provide a node from which to allocate the
1903  * next slab entry.
1904  */
1905 unsigned int mempolicy_slab_node(void)
1906 {
1907         struct mempolicy *policy;
1908         int node = numa_mem_id();
1909
1910         if (!in_task())
1911                 return node;
1912
1913         policy = current->mempolicy;
1914         if (!policy)
1915                 return node;
1916
1917         switch (policy->mode) {
1918         case MPOL_PREFERRED:
1919                 return first_node(policy->nodes);
1920
1921         case MPOL_INTERLEAVE:
1922                 return interleave_nodes(policy);
1923
1924         case MPOL_BIND:
1925         case MPOL_PREFERRED_MANY:
1926         {
1927                 struct zoneref *z;
1928
1929                 /*
1930                  * Follow bind policy behavior and start allocation at the
1931                  * first node.
1932                  */
1933                 struct zonelist *zonelist;
1934                 enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(GFP_KERNEL);
1935                 zonelist = &NODE_DATA(node)->node_zonelists[ZONELIST_FALLBACK];
1936                 z = first_zones_zonelist(zonelist, highest_zoneidx,
1937                                                         &policy->nodes);
1938                 return z->zone ? zone_to_nid(z->zone) : node;
1939         }
1940         case MPOL_LOCAL:
1941                 return node;
1942
1943         default:
1944                 BUG();
1945         }
1946 }
1947
1948 /*
1949  * Do static interleaving for a VMA with known offset @n.  Returns the n'th
1950  * node in pol->nodes (starting from n=0), wrapping around if n exceeds the
1951  * number of present nodes.
1952  */
1953 static unsigned offset_il_node(struct mempolicy *pol, unsigned long n)
1954 {
1955         nodemask_t nodemask = pol->nodes;
1956         unsigned int target, nnodes;
1957         int i;
1958         int nid;
1959         /*
1960          * The barrier will stabilize the nodemask in a register or on
1961          * the stack so that it will stop changing under the code.
1962          *
1963          * Between first_node() and next_node(), pol->nodes could be changed
1964          * by other threads. So we put pol->nodes in a local stack.
1965          */
1966         barrier();
1967
1968         nnodes = nodes_weight(nodemask);
1969         if (!nnodes)
1970                 return numa_node_id();
1971         target = (unsigned int)n % nnodes;
1972         nid = first_node(nodemask);
1973         for (i = 0; i < target; i++)
1974                 nid = next_node(nid, nodemask);
1975         return nid;
1976 }
1977
1978 /* Determine a node number for interleave */
1979 static inline unsigned interleave_nid(struct mempolicy *pol,
1980                  struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, int shift)
1981 {
1982         if (vma) {
1983                 unsigned long off;
1984
1985                 /*
1986                  * for small pages, there is no difference between
1987                  * shift and PAGE_SHIFT, so the bit-shift is safe.
1988                  * for huge pages, since vm_pgoff is in units of small
1989                  * pages, we need to shift off the always 0 bits to get
1990                  * a useful offset.
1991                  */
1992                 BUG_ON(shift < PAGE_SHIFT);
1993                 off = vma->vm_pgoff >> (shift - PAGE_SHIFT);
1994                 off += (addr - vma->vm_start) >> shift;
1995                 return offset_il_node(pol, off);
1996         } else
1997                 return interleave_nodes(pol);
1998 }
1999
2000 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
2001 /*
2002  * huge_node(@vma, @addr, @gfp_flags, @mpol)
2003  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
2004  * @addr: address in @vma for shared policy lookup and interleave policy
2005  * @gfp_flags: for requested zone
2006  * @mpol: pointer to mempolicy pointer for reference counted mempolicy
2007  * @nodemask: pointer to nodemask pointer for 'bind' and 'prefer-many' policy
2008  *
2009  * Returns a nid suitable for a huge page allocation and a pointer
2010  * to the struct mempolicy for conditional unref after allocation.
2011  * If the effective policy is 'bind' or 'prefer-many', returns a pointer
2012  * to the mempolicy's @nodemask for filtering the zonelist.
2013  *
2014  * Must be protected by read_mems_allowed_begin()
2015  */
2016 int huge_node(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, gfp_t gfp_flags,
2017                                 struct mempolicy **mpol, nodemask_t **nodemask)
2018 {
2019         int nid;
2020         int mode;
2021
2022         *mpol = get_vma_policy(vma, addr);
2023         *nodemask = NULL;
2024         mode = (*mpol)->mode;
2025
2026         if (unlikely(mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
2027                 nid = interleave_nid(*mpol, vma, addr,
2028                                         huge_page_shift(hstate_vma(vma)));
2029         } else {
2030                 nid = policy_node(gfp_flags, *mpol, numa_node_id());
2031                 if (mode == MPOL_BIND || mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
2032                         *nodemask = &(*mpol)->nodes;
2033         }
2034         return nid;
2035 }
2036
2037 /*
2038  * init_nodemask_of_mempolicy
2039  *
2040  * If the current task's mempolicy is "default" [NULL], return 'false'
2041  * to indicate default policy.  Otherwise, extract the policy nodemask
2042  * for 'bind' or 'interleave' policy into the argument nodemask, or
2043  * initialize the argument nodemask to contain the single node for
2044  * 'preferred' or 'local' policy and return 'true' to indicate presence
2045  * of non-default mempolicy.
2046  *
2047  * We don't bother with reference counting the mempolicy [mpol_get/put]
2048  * because the current task is examining it's own mempolicy and a task's
2049  * mempolicy is only ever changed by the task itself.
2050  *
2051  * N.B., it is the caller's responsibility to free a returned nodemask.
2052  */
2053 bool init_nodemask_of_mempolicy(nodemask_t *mask)
2054 {
2055         struct mempolicy *mempolicy;
2056
2057         if (!(mask && current->mempolicy))
2058                 return false;
2059
2060         task_lock(current);
2061         mempolicy = current->mempolicy;
2062         switch (mempolicy->mode) {
2063         case MPOL_PREFERRED:
2064         case MPOL_PREFERRED_MANY:
2065         case MPOL_BIND:
2066         case MPOL_INTERLEAVE:
2067                 *mask = mempolicy->nodes;
2068                 break;
2069
2070         case MPOL_LOCAL:
2071                 init_nodemask_of_node(mask, numa_node_id());
2072                 break;
2073
2074         default:
2075                 BUG();
2076         }
2077         task_unlock(current);
2078
2079         return true;
2080 }
2081 #endif
2082
2083 /*
2084  * mempolicy_in_oom_domain
2085  *
2086  * If tsk's mempolicy is "bind", check for intersection between mask and
2087  * the policy nodemask. Otherwise, return true for all other policies
2088  * including "interleave", as a tsk with "interleave" policy may have
2089  * memory allocated from all nodes in system.
2090  *
2091  * Takes task_lock(tsk) to prevent freeing of its mempolicy.
2092  */
2093 bool mempolicy_in_oom_domain(struct task_struct *tsk,
2094                                         const nodemask_t *mask)
2095 {
2096         struct mempolicy *mempolicy;
2097         bool ret = true;
2098
2099         if (!mask)
2100                 return ret;
2101
2102         task_lock(tsk);
2103         mempolicy = tsk->mempolicy;
2104         if (mempolicy && mempolicy->mode == MPOL_BIND)
2105                 ret = nodes_intersects(mempolicy->nodes, *mask);
2106         task_unlock(tsk);
2107
2108         return ret;
2109 }
2110
2111 /* Allocate a page in interleaved policy.
2112    Own path because it needs to do special accounting. */
2113 static struct page *alloc_page_interleave(gfp_t gfp, unsigned order,
2114                                         unsigned nid)
2115 {
2116         struct page *page;
2117
2118         page = __alloc_pages(gfp, order, nid, NULL);
2119         /* skip NUMA_INTERLEAVE_HIT counter update if numa stats is disabled */
2120         if (!static_branch_likely(&vm_numa_stat_key))
2121                 return page;
2122         if (page && page_to_nid(page) == nid) {
2123                 preempt_disable();
2124                 __count_numa_event(page_zone(page), NUMA_INTERLEAVE_HIT);
2125                 preempt_enable();
2126         }
2127         return page;
2128 }
2129
2130 static struct page *alloc_pages_preferred_many(gfp_t gfp, unsigned int order,
2131                                                 int nid, struct mempolicy *pol)
2132 {
2133         struct page *page;
2134         gfp_t preferred_gfp;
2135
2136         /*
2137          * This is a two pass approach. The first pass will only try the
2138          * preferred nodes but skip the direct reclaim and allow the
2139          * allocation to fail, while the second pass will try all the
2140          * nodes in system.
2141          */
2142         preferred_gfp = gfp | __GFP_NOWARN;
2143         preferred_gfp &= ~(__GFP_DIRECT_RECLAIM | __GFP_NOFAIL);
2144         page = __alloc_pages(preferred_gfp, order, nid, &pol->nodes);
2145         if (!page)
2146                 page = __alloc_pages(gfp, order, nid, NULL);
2147
2148         return page;
2149 }
2150
2151 /**
2152  * vma_alloc_folio - Allocate a folio for a VMA.
2153  * @gfp: GFP flags.
2154  * @order: Order of the folio.
2155  * @vma: Pointer to VMA or NULL if not available.
2156  * @addr: Virtual address of the allocation.  Must be inside @vma.
2157  * @hugepage: For hugepages try only the preferred node if possible.
2158  *
2159  * Allocate a folio for a specific address in @vma, using the appropriate
2160  * NUMA policy.  When @vma is not NULL the caller must hold the mmap_lock
2161  * of the mm_struct of the VMA to prevent it from going away.  Should be
2162  * used for all allocations for folios that will be mapped into user space.
2163  *
2164  * Return: The folio on success or NULL if allocation fails.
2165  */
2166 struct folio *vma_alloc_folio(gfp_t gfp, int order, struct vm_area_struct *vma,
2167                 unsigned long addr, bool hugepage)
2168 {
2169         struct mempolicy *pol;
2170         int node = numa_node_id();
2171         struct folio *folio;
2172         int preferred_nid;
2173         nodemask_t *nmask;
2174
2175         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2176
2177         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
2178                 struct page *page;
2179                 unsigned nid;
2180
2181                 nid = interleave_nid(pol, vma, addr, PAGE_SHIFT + order);
2182                 mpol_cond_put(pol);
2183                 gfp |= __GFP_COMP;
2184                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, nid);
2185                 if (page && order > 1)
2186                         prep_transhuge_page(page);
2187                 folio = (struct folio *)page;
2188                 goto out;
2189         }
2190
2191         if (pol->mode == MPOL_PREFERRED_MANY) {
2192                 struct page *page;
2193
2194                 node = policy_node(gfp, pol, node);
2195                 gfp |= __GFP_COMP;
2196                 page = alloc_pages_preferred_many(gfp, order, node, pol);
2197                 mpol_cond_put(pol);
2198                 if (page && order > 1)
2199                         prep_transhuge_page(page);
2200                 folio = (struct folio *)page;
2201                 goto out;
2202         }
2203
2204         if (unlikely(IS_ENABLED(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) && hugepage)) {
2205                 int hpage_node = node;
2206
2207                 /*
2208                  * For hugepage allocation and non-interleave policy which
2209                  * allows the current node (or other explicitly preferred
2210                  * node) we only try to allocate from the current/preferred
2211                  * node and don't fall back to other nodes, as the cost of
2212                  * remote accesses would likely offset THP benefits.
2213                  *
2214                  * If the policy is interleave or does not allow the current
2215                  * node in its nodemask, we allocate the standard way.
2216                  */
2217                 if (pol->mode == MPOL_PREFERRED)
2218                         hpage_node = first_node(pol->nodes);
2219
2220                 nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2221                 if (!nmask || node_isset(hpage_node, *nmask)) {
2222                         mpol_cond_put(pol);
2223                         /*
2224                          * First, try to allocate THP only on local node, but
2225                          * don't reclaim unnecessarily, just compact.
2226                          */
2227                         folio = __folio_alloc_node(gfp | __GFP_THISNODE |
2228                                         __GFP_NORETRY, order, hpage_node);
2229
2230                         /*
2231                          * If hugepage allocations are configured to always
2232                          * synchronous compact or the vma has been madvised
2233                          * to prefer hugepage backing, retry allowing remote
2234                          * memory with both reclaim and compact as well.
2235                          */
2236                         if (!folio && (gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM))
2237                                 folio = __folio_alloc(gfp, order, hpage_node,
2238                                                       nmask);
2239
2240                         goto out;
2241                 }
2242         }
2243
2244         nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2245         preferred_nid = policy_node(gfp, pol, node);
2246         folio = __folio_alloc(gfp, order, preferred_nid, nmask);
2247         mpol_cond_put(pol);
2248 out:
2249         return folio;
2250 }
2251 EXPORT_SYMBOL(vma_alloc_folio);
2252
2253 /**
2254  * alloc_pages - Allocate pages.
2255  * @gfp: GFP flags.
2256  * @order: Power of two of number of pages to allocate.
2257  *
2258  * Allocate 1 << @order contiguous pages.  The physical address of the
2259  * first page is naturally aligned (eg an order-3 allocation will be aligned
2260  * to a multiple of 8 * PAGE_SIZE bytes).  The NUMA policy of the current
2261  * process is honoured when in process context.
2262  *
2263  * Context: Can be called from any context, providing the appropriate GFP
2264  * flags are used.
2265  * Return: The page on success or NULL if allocation fails.
2266  */
2267 struct page *alloc_pages(gfp_t gfp, unsigned order)
2268 {
2269         struct mempolicy *pol = &default_policy;
2270         struct page *page;
2271
2272         if (!in_interrupt() && !(gfp & __GFP_THISNODE))
2273                 pol = get_task_policy(current);
2274
2275         /*
2276          * No reference counting needed for current->mempolicy
2277          * nor system default_policy
2278          */
2279         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
2280                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, interleave_nodes(pol));
2281         else if (pol->mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
2282                 page = alloc_pages_preferred_many(gfp, order,
2283                                   policy_node(gfp, pol, numa_node_id()), pol);
2284         else
2285                 page = __alloc_pages(gfp, order,
2286                                 policy_node(gfp, pol, numa_node_id()),
2287                                 policy_nodemask(gfp, pol));
2288
2289         return page;
2290 }
2291 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages);
2292
2293 struct folio *folio_alloc(gfp_t gfp, unsigned order)
2294 {
2295         struct page *page = alloc_pages(gfp | __GFP_COMP, order);
2296
2297         if (page && order > 1)
2298                 prep_transhuge_page(page);
2299         return (struct folio *)page;
2300 }
2301 EXPORT_SYMBOL(folio_alloc);
2302
2303 static unsigned long alloc_pages_bulk_array_interleave(gfp_t gfp,
2304                 struct mempolicy *pol, unsigned long nr_pages,
2305                 struct page **page_array)
2306 {
2307         int nodes;
2308         unsigned long nr_pages_per_node;
2309         int delta;
2310         int i;
2311         unsigned long nr_allocated;
2312         unsigned long total_allocated = 0;
2313
2314         nodes = nodes_weight(pol->nodes);
2315         nr_pages_per_node = nr_pages / nodes;
2316         delta = nr_pages - nodes * nr_pages_per_node;
2317
2318         for (i = 0; i < nodes; i++) {
2319                 if (delta) {
2320                         nr_allocated = __alloc_pages_bulk(gfp,
2321                                         interleave_nodes(pol), NULL,
2322                                         nr_pages_per_node + 1, NULL,
2323                                         page_array);
2324                         delta--;
2325                 } else {
2326                         nr_allocated = __alloc_pages_bulk(gfp,
2327                                         interleave_nodes(pol), NULL,
2328                                         nr_pages_per_node, NULL, page_array);
2329                 }
2330
2331                 page_array += nr_allocated;
2332                 total_allocated += nr_allocated;
2333         }
2334
2335         return total_allocated;
2336 }
2337
2338 static unsigned long alloc_pages_bulk_array_preferred_many(gfp_t gfp, int nid,
2339                 struct mempolicy *pol, unsigned long nr_pages,
2340                 struct page **page_array)
2341 {
2342         gfp_t preferred_gfp;
2343         unsigned long nr_allocated = 0;
2344
2345         preferred_gfp = gfp | __GFP_NOWARN;
2346         preferred_gfp &= ~(__GFP_DIRECT_RECLAIM | __GFP_NOFAIL);
2347
2348         nr_allocated  = __alloc_pages_bulk(preferred_gfp, nid, &pol->nodes,
2349                                            nr_pages, NULL, page_array);
2350
2351         if (nr_allocated < nr_pages)
2352                 nr_allocated += __alloc_pages_bulk(gfp, numa_node_id(), NULL,
2353                                 nr_pages - nr_allocated, NULL,
2354                                 page_array + nr_allocated);
2355         return nr_allocated;
2356 }
2357
2358 /* alloc pages bulk and mempolicy should be considered at the
2359  * same time in some situation such as vmalloc.
2360  *
2361  * It can accelerate memory allocation especially interleaving
2362  * allocate memory.
2363  */
2364 unsigned long alloc_pages_bulk_array_mempolicy(gfp_t gfp,
2365                 unsigned long nr_pages, struct page **page_array)
2366 {
2367         struct mempolicy *pol = &default_policy;
2368
2369         if (!in_interrupt() && !(gfp & __GFP_THISNODE))
2370                 pol = get_task_policy(current);
2371
2372         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
2373                 return alloc_pages_bulk_array_interleave(gfp, pol,
2374                                                          nr_pages, page_array);
2375
2376         if (pol->mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
2377                 return alloc_pages_bulk_array_preferred_many(gfp,
2378                                 numa_node_id(), pol, nr_pages, page_array);
2379
2380         return __alloc_pages_bulk(gfp, policy_node(gfp, pol, numa_node_id()),
2381                                   policy_nodemask(gfp, pol), nr_pages, NULL,
2382                                   page_array);
2383 }
2384
2385 int vma_dup_policy(struct vm_area_struct *src, struct vm_area_struct *dst)
2386 {
2387         struct mempolicy *pol = mpol_dup(vma_policy(src));
2388
2389         if (IS_ERR(pol))
2390                 return PTR_ERR(pol);
2391         dst->vm_policy = pol;
2392         return 0;
2393 }
2394
2395 /*
2396  * If mpol_dup() sees current->cpuset == cpuset_being_rebound, then it
2397  * rebinds the mempolicy its copying by calling mpol_rebind_policy()
2398  * with the mems_allowed returned by cpuset_mems_allowed().  This
2399  * keeps mempolicies cpuset relative after its cpuset moves.  See
2400  * further kernel/cpuset.c update_nodemask().
2401  *
2402  * current's mempolicy may be rebinded by the other task(the task that changes
2403  * cpuset's mems), so we needn't do rebind work for current task.
2404  */
2405
2406 /* Slow path of a mempolicy duplicate */
2407 struct mempolicy *__mpol_dup(struct mempolicy *old)
2408 {
2409         struct mempolicy *new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2410
2411         if (!new)
2412                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2413
2414         /* task's mempolicy is protected by alloc_lock */
2415         if (old == current->mempolicy) {
2416                 task_lock(current);
2417                 *new = *old;
2418                 task_unlock(current);
2419         } else
2420                 *new = *old;
2421
2422         if (current_cpuset_is_being_rebound()) {
2423                 nodemask_t mems = cpuset_mems_allowed(current);
2424                 mpol_rebind_policy(new, &mems);
2425         }
2426         atomic_set(&new->refcnt, 1);
2427         return new;
2428 }
2429
2430 /* Slow path of a mempolicy comparison */
2431 bool __mpol_equal(struct mempolicy *a, struct mempolicy *b)
2432 {
2433         if (!a || !b)
2434                 return false;
2435         if (a->mode != b->mode)
2436                 return false;
2437         if (a->flags != b->flags)
2438                 return false;
2439         if (a->home_node != b->home_node)
2440                 return false;
2441         if (mpol_store_user_nodemask(a))
2442                 if (!nodes_equal(a->w.user_nodemask, b->w.user_nodemask))
2443                         return false;
2444
2445         switch (a->mode) {
2446         case MPOL_BIND:
2447         case MPOL_INTERLEAVE:
2448         case MPOL_PREFERRED:
2449         case MPOL_PREFERRED_MANY:
2450                 return !!nodes_equal(a->nodes, b->nodes);
2451         case MPOL_LOCAL:
2452                 return true;
2453         default:
2454                 BUG();
2455                 return false;
2456         }
2457 }
2458
2459 /*
2460  * Shared memory backing store policy support.
2461  *
2462  * Remember policies even when nobody has shared memory mapped.
2463  * The policies are kept in Red-Black tree linked from the inode.
2464  * They are protected by the sp->lock rwlock, which should be held
2465  * for any accesses to the tree.
2466  */
2467
2468 /*
2469  * lookup first element intersecting start-end.  Caller holds sp->lock for
2470  * reading or for writing
2471  */
2472 static struct sp_node *
2473 sp_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long start, unsigned long end)
2474 {
2475         struct rb_node *n = sp->root.rb_node;
2476
2477         while (n) {
2478                 struct sp_node *p = rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2479
2480                 if (start >= p->end)
2481                         n = n->rb_right;
2482                 else if (end <= p->start)
2483                         n = n->rb_left;
2484                 else
2485                         break;
2486         }
2487         if (!n)
2488                 return NULL;
2489         for (;;) {
2490                 struct sp_node *w = NULL;
2491                 struct rb_node *prev = rb_prev(n);
2492                 if (!prev)
2493                         break;
2494                 w = rb_entry(prev, struct sp_node, nd);
2495                 if (w->end <= start)
2496                         break;
2497                 n = prev;
2498         }
2499         return rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2500 }
2501
2502 /*
2503  * Insert a new shared policy into the list.  Caller holds sp->lock for
2504  * writing.
2505  */
2506 static void sp_insert(struct shared_policy *sp, struct sp_node *new)
2507 {
2508         struct rb_node **p = &sp->root.rb_node;
2509         struct rb_node *parent = NULL;
2510         struct sp_node *nd;
2511
2512         while (*p) {
2513                 parent = *p;
2514                 nd = rb_entry(parent, struct sp_node, nd);
2515                 if (new->start < nd->start)
2516                         p = &(*p)->rb_left;
2517                 else if (new->end > nd->end)
2518                         p = &(*p)->rb_right;
2519                 else
2520                         BUG();
2521         }
2522         rb_link_node(&new->nd, parent, p);
2523         rb_insert_color(&new->nd, &sp->root);
2524         pr_debug("inserting %lx-%lx: %d\n", new->start, new->end,
2525                  new->policy ? new->policy->mode : 0);
2526 }
2527
2528 /* Find shared policy intersecting idx */
2529 struct mempolicy *
2530 mpol_shared_policy_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long idx)
2531 {
2532         struct mempolicy *pol = NULL;
2533         struct sp_node *sn;
2534
2535         if (!sp->root.rb_node)
2536                 return NULL;
2537         read_lock(&sp->lock);
2538         sn = sp_lookup(sp, idx, idx+1);
2539         if (sn) {
2540                 mpol_get(sn->policy);
2541                 pol = sn->policy;
2542         }
2543         read_unlock(&sp->lock);
2544         return pol;
2545 }
2546
2547 static void sp_free(struct sp_node *n)
2548 {
2549         mpol_put(n->policy);
2550         kmem_cache_free(sn_cache, n);
2551 }
2552
2553 /**
2554  * mpol_misplaced - check whether current page node is valid in policy
2555  *
2556  * @page: page to be checked
2557  * @vma: vm area where page mapped
2558  * @addr: virtual address where page mapped
2559  *
2560  * Lookup current policy node id for vma,addr and "compare to" page's
2561  * node id.  Policy determination "mimics" alloc_page_vma().
2562  * Called from fault path where we know the vma and faulting address.
2563  *
2564  * Return: NUMA_NO_NODE if the page is in a node that is valid for this
2565  * policy, or a suitable node ID to allocate a replacement page from.
2566  */
2567 int mpol_misplaced(struct page *page, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
2568 {
2569         struct mempolicy *pol;
2570         struct zoneref *z;
2571         int curnid = page_to_nid(page);
2572         unsigned long pgoff;
2573         int thiscpu = raw_smp_processor_id();
2574         int thisnid = cpu_to_node(thiscpu);
2575         int polnid = NUMA_NO_NODE;
2576         int ret = NUMA_NO_NODE;
2577
2578         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2579         if (!(pol->flags & MPOL_F_MOF))
2580                 goto out;
2581
2582         switch (pol->mode) {
2583         case MPOL_INTERLEAVE:
2584                 pgoff = vma->vm_pgoff;
2585                 pgoff += (addr - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2586                 polnid = offset_il_node(pol, pgoff);
2587                 break;
2588
2589         case MPOL_PREFERRED:
2590                 if (node_isset(curnid, pol->nodes))
2591                         goto out;
2592                 polnid = first_node(pol->nodes);
2593                 break;
2594
2595         case MPOL_LOCAL:
2596                 polnid = numa_node_id();
2597                 break;
2598
2599         case MPOL_BIND:
2600                 /* Optimize placement among multiple nodes via NUMA balancing */
2601                 if (pol->flags & MPOL_F_MORON) {
2602                         if (node_isset(thisnid, pol->nodes))
2603                                 break;
2604                         goto out;
2605                 }
2606                 fallthrough;
2607
2608         case MPOL_PREFERRED_MANY:
2609                 /*
2610                  * use current page if in policy nodemask,
2611                  * else select nearest allowed node, if any.
2612                  * If no allowed nodes, use current [!misplaced].
2613                  */
2614                 if (node_isset(curnid, pol->nodes))
2615                         goto out;
2616                 z = first_zones_zonelist(
2617                                 node_zonelist(numa_node_id(), GFP_HIGHUSER),
2618                                 gfp_zone(GFP_HIGHUSER),
2619                                 &pol->nodes);
2620                 polnid = zone_to_nid(z->zone);
2621                 break;
2622
2623         default:
2624                 BUG();
2625         }
2626
2627         /* Migrate the page towards the node whose CPU is referencing it */
2628         if (pol->flags & MPOL_F_MORON) {
2629                 polnid = thisnid;
2630
2631                 if (!should_numa_migrate_memory(current, page, curnid, thiscpu))
2632                         goto out;
2633         }
2634
2635         if (curnid != polnid)
2636                 ret = polnid;
2637 out:
2638         mpol_cond_put(pol);
2639
2640         return ret;
2641 }
2642
2643 /*
2644  * Drop the (possibly final) reference to task->mempolicy.  It needs to be
2645  * dropped after task->mempolicy is set to NULL so that any allocation done as
2646  * part of its kmem_cache_free(), such as by KASAN, doesn't reference a freed
2647  * policy.
2648  */
2649 void mpol_put_task_policy(struct task_struct *task)
2650 {
2651         struct mempolicy *pol;
2652
2653         task_lock(task);
2654         pol = task->mempolicy;
2655         task->mempolicy = NULL;
2656         task_unlock(task);
2657         mpol_put(pol);
2658 }
2659
2660 static void sp_delete(struct shared_policy *sp, struct sp_node *n)
2661 {
2662         pr_debug("deleting %lx-l%lx\n", n->start, n->end);
2663         rb_erase(&n->nd, &sp->root);
2664         sp_free(n);
2665 }
2666
2667 static void sp_node_init(struct sp_node *node, unsigned long start,
2668                         unsigned long end, struct mempolicy *pol)
2669 {
2670         node->start = start;
2671         node->end = end;
2672         node->policy = pol;
2673 }
2674
2675 static struct sp_node *sp_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
2676                                 struct mempolicy *pol)
2677 {
2678         struct sp_node *n;
2679         struct mempolicy *newpol;
2680
2681         n = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2682         if (!n)
2683                 return NULL;
2684
2685         newpol = mpol_dup(pol);
2686         if (IS_ERR(newpol)) {
2687                 kmem_cache_free(sn_cache, n);
2688                 return NULL;
2689         }
2690         newpol->flags |= MPOL_F_SHARED;
2691         sp_node_init(n, start, end, newpol);
2692
2693         return n;
2694 }
2695
2696 /* Replace a policy range. */
2697 static int shared_policy_replace(struct shared_policy *sp, unsigned long start,
2698                                  unsigned long end, struct sp_node *new)
2699 {
2700         struct sp_node *n;
2701         struct sp_node *n_new = NULL;
2702         struct mempolicy *mpol_new = NULL;
2703         int ret = 0;
2704
2705 restart:
2706         write_lock(&sp->lock);
2707         n = sp_lookup(sp, start, end);
2708         /* Take care of old policies in the same range. */
2709         while (n && n->start < end) {
2710                 struct rb_node *next = rb_next(&n->nd);
2711                 if (n->start >= start) {
2712                         if (n->end <= end)
2713                                 sp_delete(sp, n);
2714                         else
2715                                 n->start = end;
2716                 } else {
2717                         /* Old policy spanning whole new range. */
2718                         if (n->end > end) {
2719                                 if (!n_new)
2720                                         goto alloc_new;
2721
2722                                 *mpol_new = *n->policy;
2723                                 atomic_set(&mpol_new->refcnt, 1);
2724                                 sp_node_init(n_new, end, n->end, mpol_new);
2725                                 n->end = start;
2726                                 sp_insert(sp, n_new);
2727                                 n_new = NULL;
2728                                 mpol_new = NULL;
2729                                 break;
2730                         } else
2731                                 n->end = start;
2732                 }
2733                 if (!next)
2734                         break;
2735                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2736         }
2737         if (new)
2738                 sp_insert(sp, new);
2739         write_unlock(&sp->lock);
2740         ret = 0;
2741
2742 err_out:
2743         if (mpol_new)
2744                 mpol_put(mpol_new);
2745         if (n_new)
2746                 kmem_cache_free(sn_cache, n_new);
2747
2748         return ret;
2749
2750 alloc_new:
2751         write_unlock(&sp->lock);
2752         ret = -ENOMEM;
2753         n_new = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2754         if (!n_new)
2755                 goto err_out;
2756         mpol_new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2757         if (!mpol_new)
2758                 goto err_out;
2759         atomic_set(&mpol_new->refcnt, 1);
2760         goto restart;
2761 }
2762
2763 /**
2764  * mpol_shared_policy_init - initialize shared policy for inode
2765  * @sp: pointer to inode shared policy
2766  * @mpol:  struct mempolicy to install
2767  *
2768  * Install non-NULL @mpol in inode's shared policy rb-tree.
2769  * On entry, the current task has a reference on a non-NULL @mpol.
2770  * This must be released on exit.
2771  * This is called at get_inode() calls and we can use GFP_KERNEL.
2772  */
2773 void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *sp, struct mempolicy *mpol)
2774 {
2775         int ret;
2776
2777         sp->root = RB_ROOT;             /* empty tree == default mempolicy */
2778         rwlock_init(&sp->lock);
2779
2780         if (mpol) {
2781                 struct vm_area_struct pvma;
2782                 struct mempolicy *new;
2783                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2784
2785                 if (!scratch)
2786                         goto put_mpol;
2787                 /* contextualize the tmpfs mount point mempolicy */
2788                 new = mpol_new(mpol->mode, mpol->flags, &mpol->w.user_nodemask);
2789                 if (IS_ERR(new))
2790                         goto free_scratch; /* no valid nodemask intersection */
2791
2792                 task_lock(current);
2793                 ret = mpol_set_nodemask(new, &mpol->w.user_nodemask, scratch);
2794                 task_unlock(current);
2795                 if (ret)
2796                         goto put_new;
2797
2798                 /* Create pseudo-vma that contains just the policy */
2799                 vma_init(&pvma, NULL);
2800                 pvma.vm_end = TASK_SIZE;        /* policy covers entire file */
2801                 mpol_set_shared_policy(sp, &pvma, new); /* adds ref */
2802
2803 put_new:
2804                 mpol_put(new);                  /* drop initial ref */
2805 free_scratch:
2806                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2807 put_mpol:
2808                 mpol_put(mpol); /* drop our incoming ref on sb mpol */
2809         }
2810 }
2811
2812 int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *info,
2813                         struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *npol)
2814 {
2815         int err;
2816         struct sp_node *new = NULL;
2817         unsigned long sz = vma_pages(vma);
2818
2819         pr_debug("set_shared_policy %lx sz %lu %d %d %lx\n",
2820                  vma->vm_pgoff,
2821                  sz, npol ? npol->mode : -1,
2822                  npol ? npol->flags : -1,
2823                  npol ? nodes_addr(npol->nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
2824
2825         if (npol) {
2826                 new = sp_alloc(vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, npol);
2827                 if (!new)
2828                         return -ENOMEM;
2829         }
2830         err = shared_policy_replace(info, vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff+sz, new);
2831         if (err && new)
2832                 sp_free(new);
2833         return err;
2834 }
2835
2836 /* Free a backing policy store on inode delete. */
2837 void mpol_free_shared_policy(struct shared_policy *p)
2838 {
2839         struct sp_node *n;
2840         struct rb_node *next;
2841
2842         if (!p->root.rb_node)
2843                 return;
2844         write_lock(&p->lock);
2845         next = rb_first(&p->root);
2846         while (next) {
2847                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2848                 next = rb_next(&n->nd);
2849                 sp_delete(p, n);
2850         }
2851         write_unlock(&p->lock);
2852 }
2853
2854 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2855 static int __initdata numabalancing_override;
2856
2857 static void __init check_numabalancing_enable(void)
2858 {
2859         bool numabalancing_default = false;
2860
2861         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA_BALANCING_DEFAULT_ENABLED))
2862                 numabalancing_default = true;
2863
2864         /* Parsed by setup_numabalancing. override == 1 enables, -1 disables */
2865         if (numabalancing_override)
2866                 set_numabalancing_state(numabalancing_override == 1);
2867
2868         if (num_online_nodes() > 1 && !numabalancing_override) {
2869                 pr_info("%s automatic NUMA balancing. Configure with numa_balancing= or the kernel.numa_balancing sysctl\n",
2870                         numabalancing_default ? "Enabling" : "Disabling");
2871                 set_numabalancing_state(numabalancing_default);
2872         }
2873 }
2874
2875 static int __init setup_numabalancing(char *str)
2876 {
2877         int ret = 0;
2878         if (!str)
2879                 goto out;
2880
2881         if (!strcmp(str, "enable")) {
2882                 numabalancing_override = 1;
2883                 ret = 1;
2884         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2885                 numabalancing_override = -1;
2886                 ret = 1;
2887         }
2888 out:
2889         if (!ret)
2890                 pr_warn("Unable to parse numa_balancing=\n");
2891
2892         return ret;
2893 }
2894 __setup("numa_balancing=", setup_numabalancing);
2895 #else
2896 static inline void __init check_numabalancing_enable(void)
2897 {
2898 }
2899 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2900
2901 /* assumes fs == KERNEL_DS */
2902 void __init numa_policy_init(void)
2903 {
2904         nodemask_t interleave_nodes;
2905         unsigned long largest = 0;
2906         int nid, prefer = 0;
2907
2908         policy_cache = kmem_cache_create("numa_policy",
2909                                          sizeof(struct mempolicy),
2910                                          0, SLAB_PANIC, NULL);
2911
2912         sn_cache = kmem_cache_create("shared_policy_node",
2913                                      sizeof(struct sp_node),
2914                                      0, SLAB_PANIC, NULL);
2915
2916         for_each_node(nid) {
2917                 preferred_node_policy[nid] = (struct mempolicy) {
2918                         .refcnt = ATOMIC_INIT(1),
2919                         .mode = MPOL_PREFERRED,
2920                         .flags = MPOL_F_MOF | MPOL_F_MORON,
2921                         .nodes = nodemask_of_node(nid),
2922                 };
2923         }
2924
2925         /*
2926          * Set interleaving policy for system init. Interleaving is only
2927          * enabled across suitably sized nodes (default is >= 16MB), or
2928          * fall back to the largest node if they're all smaller.
2929          */
2930         nodes_clear(interleave_nodes);
2931         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
2932                 unsigned long total_pages = node_present_pages(nid);
2933
2934                 /* Preserve the largest node */
2935                 if (largest < total_pages) {
2936                         largest = total_pages;
2937                         prefer = nid;
2938                 }
2939
2940                 /* Interleave this node? */
2941                 if ((total_pages << PAGE_SHIFT) >= (16 << 20))
2942                         node_set(nid, interleave_nodes);
2943         }
2944
2945         /* All too small, use the largest */
2946         if (unlikely(nodes_empty(interleave_nodes)))
2947                 node_set(prefer, interleave_nodes);
2948
2949         if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, 0, &interleave_nodes))
2950                 pr_err("%s: interleaving failed\n", __func__);
2951
2952         check_numabalancing_enable();
2953 }
2954
2955 /* Reset policy of current process to default */
2956 void numa_default_policy(void)
2957 {
2958         do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, 0, NULL);
2959 }
2960
2961 /*
2962  * Parse and format mempolicy from/to strings
2963  */
2964
2965 static const char * const policy_modes[] =
2966 {
2967         [MPOL_DEFAULT]    = "default",
2968         [MPOL_PREFERRED]  = "prefer",
2969         [MPOL_BIND]       = "bind",
2970         [MPOL_INTERLEAVE] = "interleave",
2971         [MPOL_LOCAL]      = "local",
2972         [MPOL_PREFERRED_MANY]  = "prefer (many)",
2973 };
2974
2975
2976 #ifdef CONFIG_TMPFS
2977 /**
2978  * mpol_parse_str - parse string to mempolicy, for tmpfs mpol mount option.
2979  * @str:  string containing mempolicy to parse
2980  * @mpol:  pointer to struct mempolicy pointer, returned on success.
2981  *
2982  * Format of input:
2983  *      <mode>[=<flags>][:<nodelist>]
2984  *
2985  * Return: %0 on success, else %1
2986  */
2987 int mpol_parse_str(char *str, struct mempolicy **mpol)
2988 {
2989         struct mempolicy *new = NULL;
2990         unsigned short mode_flags;
2991         nodemask_t nodes;
2992         char *nodelist = strchr(str, ':');
2993         char *flags = strchr(str, '=');
2994         int err = 1, mode;
2995
2996         if (flags)
2997                 *flags++ = '\0';        /* terminate mode string */
2998
2999         if (nodelist) {
3000                 /* NUL-terminate mode or flags string */
3001                 *nodelist++ = '\0';
3002                 if (nodelist_parse(nodelist, nodes))
3003                         goto out;
3004                 if (!nodes_subset(nodes, node_states[N_MEMORY]))
3005                         goto out;
3006         } else
3007                 nodes_clear(nodes);
3008
3009         mode = match_string(policy_modes, MPOL_MAX, str);
3010         if (mode < 0)
3011                 goto out;
3012
3013         switch (mode) {
3014         case MPOL_PREFERRED:
3015                 /*
3016                  * Insist on a nodelist of one node only, although later
3017                  * we use first_node(nodes) to grab a single node, so here
3018                  * nodelist (or nodes) cannot be empty.
3019                  */
3020                 if (nodelist) {
3021                         char *rest = nodelist;
3022                         while (isdigit(*rest))
3023                                 rest++;
3024                         if (*rest)
3025                                 goto out;
3026                         if (nodes_empty(nodes))
3027                                 goto out;
3028                 }
3029                 break;
3030         case MPOL_INTERLEAVE:
3031                 /*
3032                  * Default to online nodes with memory if no nodelist
3033                  */
3034                 if (!nodelist)
3035                         nodes = node_states[N_MEMORY];
3036                 break;
3037         case MPOL_LOCAL:
3038                 /*
3039                  * Don't allow a nodelist;  mpol_new() checks flags
3040                  */
3041                 if (nodelist)
3042                         goto out;
3043                 break;
3044         case MPOL_DEFAULT:
3045                 /*
3046                  * Insist on a empty nodelist
3047                  */
3048                 if (!nodelist)
3049                         err = 0;
3050                 goto out;
3051         case MPOL_PREFERRED_MANY:
3052         case MPOL_BIND:
3053                 /*
3054                  * Insist on a nodelist
3055                  */
3056                 if (!nodelist)
3057                         goto out;
3058         }
3059
3060         mode_flags = 0;
3061         if (flags) {
3062                 /*
3063                  * Currently, we only support two mutually exclusive
3064                  * mode flags.
3065                  */
3066                 if (!strcmp(flags, "static"))
3067                         mode_flags |= MPOL_F_STATIC_NODES;
3068                 else if (!strcmp(flags, "relative"))
3069                         mode_flags |= MPOL_F_RELATIVE_NODES;
3070                 else
3071                         goto out;
3072         }
3073
3074         new = mpol_new(mode, mode_flags, &nodes);
3075         if (IS_ERR(new))
3076                 goto out;
3077
3078         /*
3079          * Save nodes for mpol_to_str() to show the tmpfs mount options
3080          * for /proc/mounts, /proc/pid/mounts and /proc/pid/mountinfo.
3081          */
3082         if (mode != MPOL_PREFERRED) {
3083                 new->nodes = nodes;
3084         } else if (nodelist) {
3085                 nodes_clear(new->nodes);
3086                 node_set(first_node(nodes), new->nodes);
3087         } else {
3088                 new->mode = MPOL_LOCAL;
3089         }
3090
3091         /*
3092          * Save nodes for contextualization: this will be used to "clone"
3093          * the mempolicy in a specific context [cpuset] at a later time.
3094          */
3095         new->w.user_nodemask = nodes;
3096
3097         err = 0;
3098
3099 out:
3100         /* Restore string for error message */
3101         if (nodelist)
3102                 *--nodelist = ':';
3103         if (flags)
3104                 *--flags = '=';
3105         if (!err)
3106                 *mpol = new;
3107         return err;
3108 }
3109 #endif /* CONFIG_TMPFS */
3110
3111 /**
3112  * mpol_to_str - format a mempolicy structure for printing
3113  * @buffer:  to contain formatted mempolicy string
3114  * @maxlen:  length of @buffer
3115  * @pol:  pointer to mempolicy to be formatted
3116  *
3117  * Convert @pol into a string.  If @buffer is too short, truncate the string.
3118  * Recommend a @maxlen of at least 32 for the longest mode, "interleave", the
3119  * longest flag, "relative", and to display at least a few node ids.
3120  */
3121 void mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol)
3122 {
3123         char *p = buffer;
3124         nodemask_t nodes = NODE_MASK_NONE;
3125         unsigned short mode = MPOL_DEFAULT;
3126         unsigned short flags = 0;
3127
3128         if (pol && pol != &default_policy && !(pol->flags & MPOL_F_MORON)) {
3129                 mode = pol->mode;
3130                 flags = pol->flags;
3131         }
3132
3133         switch (mode) {
3134         case MPOL_DEFAULT:
3135         case MPOL_LOCAL:
3136                 break;
3137         case MPOL_PREFERRED:
3138         case MPOL_PREFERRED_MANY:
3139         case MPOL_BIND:
3140         case MPOL_INTERLEAVE:
3141                 nodes = pol->nodes;
3142                 break;
3143         default:
3144                 WARN_ON_ONCE(1);
3145                 snprintf(p, maxlen, "unknown");
3146                 return;
3147         }
3148
3149         p += snprintf(p, maxlen, "%s", policy_modes[mode]);
3150
3151         if (flags & MPOL_MODE_FLAGS) {
3152                 p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "=");
3153
3154                 /*
3155                  * Currently, the only defined flags are mutually exclusive
3156                  */
3157                 if (flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
3158                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "static");
3159                 else if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
3160                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "relative");
3161         }
3162
3163         if (!nodes_empty(nodes))
3164                 p += scnprintf(p, buffer + maxlen - p, ":%*pbl",
3165                                nodemask_pr_args(&nodes));
3166 }