GNU Linux-libre 4.19.264-gnu1
[releases.git] / mm / mempolicy.c
1 /*
2  * Simple NUMA memory policy for the Linux kernel.
3  *
4  * Copyright 2003,2004 Andi Kleen, SuSE Labs.
5  * (C) Copyright 2005 Christoph Lameter, Silicon Graphics, Inc.
6  * Subject to the GNU Public License, version 2.
7  *
8  * NUMA policy allows the user to give hints in which node(s) memory should
9  * be allocated.
10  *
11  * Support four policies per VMA and per process:
12  *
13  * The VMA policy has priority over the process policy for a page fault.
14  *
15  * interleave     Allocate memory interleaved over a set of nodes,
16  *                with normal fallback if it fails.
17  *                For VMA based allocations this interleaves based on the
18  *                offset into the backing object or offset into the mapping
19  *                for anonymous memory. For process policy an process counter
20  *                is used.
21  *
22  * bind           Only allocate memory on a specific set of nodes,
23  *                no fallback.
24  *                FIXME: memory is allocated starting with the first node
25  *                to the last. It would be better if bind would truly restrict
26  *                the allocation to memory nodes instead
27  *
28  * preferred       Try a specific node first before normal fallback.
29  *                As a special case NUMA_NO_NODE here means do the allocation
30  *                on the local CPU. This is normally identical to default,
31  *                but useful to set in a VMA when you have a non default
32  *                process policy.
33  *
34  * default        Allocate on the local node first, or when on a VMA
35  *                use the process policy. This is what Linux always did
36  *                in a NUMA aware kernel and still does by, ahem, default.
37  *
38  * The process policy is applied for most non interrupt memory allocations
39  * in that process' context. Interrupts ignore the policies and always
40  * try to allocate on the local CPU. The VMA policy is only applied for memory
41  * allocations for a VMA in the VM.
42  *
43  * Currently there are a few corner cases in swapping where the policy
44  * is not applied, but the majority should be handled. When process policy
45  * is used it is not remembered over swap outs/swap ins.
46  *
47  * Only the highest zone in the zone hierarchy gets policied. Allocations
48  * requesting a lower zone just use default policy. This implies that
49  * on systems with highmem kernel lowmem allocation don't get policied.
50  * Same with GFP_DMA allocations.
51  *
52  * For shmfs/tmpfs/hugetlbfs shared memory the policy is shared between
53  * all users and remembered even when nobody has memory mapped.
54  */
55
56 /* Notebook:
57    fix mmap readahead to honour policy and enable policy for any page cache
58    object
59    statistics for bigpages
60    global policy for page cache? currently it uses process policy. Requires
61    first item above.
62    handle mremap for shared memory (currently ignored for the policy)
63    grows down?
64    make bind policy root only? It can trigger oom much faster and the
65    kernel is not always grateful with that.
66 */
67
68 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
69
70 #include <linux/mempolicy.h>
71 #include <linux/mm.h>
72 #include <linux/highmem.h>
73 #include <linux/hugetlb.h>
74 #include <linux/kernel.h>
75 #include <linux/sched.h>
76 #include <linux/sched/mm.h>
77 #include <linux/sched/numa_balancing.h>
78 #include <linux/sched/task.h>
79 #include <linux/nodemask.h>
80 #include <linux/cpuset.h>
81 #include <linux/slab.h>
82 #include <linux/string.h>
83 #include <linux/export.h>
84 #include <linux/nsproxy.h>
85 #include <linux/interrupt.h>
86 #include <linux/init.h>
87 #include <linux/compat.h>
88 #include <linux/ptrace.h>
89 #include <linux/swap.h>
90 #include <linux/seq_file.h>
91 #include <linux/proc_fs.h>
92 #include <linux/migrate.h>
93 #include <linux/ksm.h>
94 #include <linux/rmap.h>
95 #include <linux/security.h>
96 #include <linux/syscalls.h>
97 #include <linux/ctype.h>
98 #include <linux/mm_inline.h>
99 #include <linux/mmu_notifier.h>
100 #include <linux/printk.h>
101 #include <linux/swapops.h>
102
103 #include <asm/tlbflush.h>
104 #include <linux/uaccess.h>
105
106 #include "internal.h"
107
108 /* Internal flags */
109 #define MPOL_MF_DISCONTIG_OK (MPOL_MF_INTERNAL << 0)    /* Skip checks for continuous vmas */
110 #define MPOL_MF_INVERT (MPOL_MF_INTERNAL << 1)          /* Invert check for nodemask */
111
112 static struct kmem_cache *policy_cache;
113 static struct kmem_cache *sn_cache;
114
115 /* Highest zone. An specific allocation for a zone below that is not
116    policied. */
117 enum zone_type policy_zone = 0;
118
119 /*
120  * run-time system-wide default policy => local allocation
121  */
122 static struct mempolicy default_policy = {
123         .refcnt = ATOMIC_INIT(1), /* never free it */
124         .mode = MPOL_PREFERRED,
125         .flags = MPOL_F_LOCAL,
126 };
127
128 static struct mempolicy preferred_node_policy[MAX_NUMNODES];
129
130 struct mempolicy *get_task_policy(struct task_struct *p)
131 {
132         struct mempolicy *pol = p->mempolicy;
133         int node;
134
135         if (pol)
136                 return pol;
137
138         node = numa_node_id();
139         if (node != NUMA_NO_NODE) {
140                 pol = &preferred_node_policy[node];
141                 /* preferred_node_policy is not initialised early in boot */
142                 if (pol->mode)
143                         return pol;
144         }
145
146         return &default_policy;
147 }
148
149 static const struct mempolicy_operations {
150         int (*create)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
151         void (*rebind)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
152 } mpol_ops[MPOL_MAX];
153
154 static inline int mpol_store_user_nodemask(const struct mempolicy *pol)
155 {
156         return pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS;
157 }
158
159 static void mpol_relative_nodemask(nodemask_t *ret, const nodemask_t *orig,
160                                    const nodemask_t *rel)
161 {
162         nodemask_t tmp;
163         nodes_fold(tmp, *orig, nodes_weight(*rel));
164         nodes_onto(*ret, tmp, *rel);
165 }
166
167 static int mpol_new_interleave(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
168 {
169         if (nodes_empty(*nodes))
170                 return -EINVAL;
171         pol->v.nodes = *nodes;
172         return 0;
173 }
174
175 static int mpol_new_preferred(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
176 {
177         if (!nodes)
178                 pol->flags |= MPOL_F_LOCAL;     /* local allocation */
179         else if (nodes_empty(*nodes))
180                 return -EINVAL;                 /*  no allowed nodes */
181         else
182                 pol->v.preferred_node = first_node(*nodes);
183         return 0;
184 }
185
186 static int mpol_new_bind(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
187 {
188         if (nodes_empty(*nodes))
189                 return -EINVAL;
190         pol->v.nodes = *nodes;
191         return 0;
192 }
193
194 /*
195  * mpol_set_nodemask is called after mpol_new() to set up the nodemask, if
196  * any, for the new policy.  mpol_new() has already validated the nodes
197  * parameter with respect to the policy mode and flags.  But, we need to
198  * handle an empty nodemask with MPOL_PREFERRED here.
199  *
200  * Must be called holding task's alloc_lock to protect task's mems_allowed
201  * and mempolicy.  May also be called holding the mmap_semaphore for write.
202  */
203 static int mpol_set_nodemask(struct mempolicy *pol,
204                      const nodemask_t *nodes, struct nodemask_scratch *nsc)
205 {
206         int ret;
207
208         /* if mode is MPOL_DEFAULT, pol is NULL. This is right. */
209         if (pol == NULL)
210                 return 0;
211         /* Check N_MEMORY */
212         nodes_and(nsc->mask1,
213                   cpuset_current_mems_allowed, node_states[N_MEMORY]);
214
215         VM_BUG_ON(!nodes);
216         if (pol->mode == MPOL_PREFERRED && nodes_empty(*nodes))
217                 nodes = NULL;   /* explicit local allocation */
218         else {
219                 if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
220                         mpol_relative_nodemask(&nsc->mask2, nodes, &nsc->mask1);
221                 else
222                         nodes_and(nsc->mask2, *nodes, nsc->mask1);
223
224                 if (mpol_store_user_nodemask(pol))
225                         pol->w.user_nodemask = *nodes;
226                 else
227                         pol->w.cpuset_mems_allowed =
228                                                 cpuset_current_mems_allowed;
229         }
230
231         if (nodes)
232                 ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, &nsc->mask2);
233         else
234                 ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, NULL);
235         return ret;
236 }
237
238 /*
239  * This function just creates a new policy, does some check and simple
240  * initialization. You must invoke mpol_set_nodemask() to set nodes.
241  */
242 static struct mempolicy *mpol_new(unsigned short mode, unsigned short flags,
243                                   nodemask_t *nodes)
244 {
245         struct mempolicy *policy;
246
247         pr_debug("setting mode %d flags %d nodes[0] %lx\n",
248                  mode, flags, nodes ? nodes_addr(*nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
249
250         if (mode == MPOL_DEFAULT) {
251                 if (nodes && !nodes_empty(*nodes))
252                         return ERR_PTR(-EINVAL);
253                 return NULL;
254         }
255         VM_BUG_ON(!nodes);
256
257         /*
258          * MPOL_PREFERRED cannot be used with MPOL_F_STATIC_NODES or
259          * MPOL_F_RELATIVE_NODES if the nodemask is empty (local allocation).
260          * All other modes require a valid pointer to a non-empty nodemask.
261          */
262         if (mode == MPOL_PREFERRED) {
263                 if (nodes_empty(*nodes)) {
264                         if (((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
265                              (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)))
266                                 return ERR_PTR(-EINVAL);
267                 }
268         } else if (mode == MPOL_LOCAL) {
269                 if (!nodes_empty(*nodes) ||
270                     (flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
271                     (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
272                         return ERR_PTR(-EINVAL);
273                 mode = MPOL_PREFERRED;
274         } else if (nodes_empty(*nodes))
275                 return ERR_PTR(-EINVAL);
276         policy = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
277         if (!policy)
278                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
279         atomic_set(&policy->refcnt, 1);
280         policy->mode = mode;
281         policy->flags = flags;
282
283         return policy;
284 }
285
286 /* Slow path of a mpol destructor. */
287 void __mpol_put(struct mempolicy *p)
288 {
289         if (!atomic_dec_and_test(&p->refcnt))
290                 return;
291         kmem_cache_free(policy_cache, p);
292 }
293
294 static void mpol_rebind_default(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
295 {
296 }
297
298 static void mpol_rebind_nodemask(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
299 {
300         nodemask_t tmp;
301
302         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
303                 nodes_and(tmp, pol->w.user_nodemask, *nodes);
304         else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
305                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
306         else {
307                 nodes_remap(tmp, pol->v.nodes,pol->w.cpuset_mems_allowed,
308                                                                 *nodes);
309                 pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
310         }
311
312         if (nodes_empty(tmp))
313                 tmp = *nodes;
314
315         pol->v.nodes = tmp;
316 }
317
318 static void mpol_rebind_preferred(struct mempolicy *pol,
319                                                 const nodemask_t *nodes)
320 {
321         nodemask_t tmp;
322
323         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES) {
324                 int node = first_node(pol->w.user_nodemask);
325
326                 if (node_isset(node, *nodes)) {
327                         pol->v.preferred_node = node;
328                         pol->flags &= ~MPOL_F_LOCAL;
329                 } else
330                         pol->flags |= MPOL_F_LOCAL;
331         } else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES) {
332                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
333                 pol->v.preferred_node = first_node(tmp);
334         } else if (!(pol->flags & MPOL_F_LOCAL)) {
335                 pol->v.preferred_node = node_remap(pol->v.preferred_node,
336                                                    pol->w.cpuset_mems_allowed,
337                                                    *nodes);
338                 pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
339         }
340 }
341
342 /*
343  * mpol_rebind_policy - Migrate a policy to a different set of nodes
344  *
345  * Per-vma policies are protected by mmap_sem. Allocations using per-task
346  * policies are protected by task->mems_allowed_seq to prevent a premature
347  * OOM/allocation failure due to parallel nodemask modification.
348  */
349 static void mpol_rebind_policy(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *newmask)
350 {
351         if (!pol || pol->mode == MPOL_LOCAL)
352                 return;
353         if (!mpol_store_user_nodemask(pol) && !(pol->flags & MPOL_F_LOCAL) &&
354             nodes_equal(pol->w.cpuset_mems_allowed, *newmask))
355                 return;
356
357         mpol_ops[pol->mode].rebind(pol, newmask);
358 }
359
360 /*
361  * Wrapper for mpol_rebind_policy() that just requires task
362  * pointer, and updates task mempolicy.
363  *
364  * Called with task's alloc_lock held.
365  */
366
367 void mpol_rebind_task(struct task_struct *tsk, const nodemask_t *new)
368 {
369         mpol_rebind_policy(tsk->mempolicy, new);
370 }
371
372 /*
373  * Rebind each vma in mm to new nodemask.
374  *
375  * Call holding a reference to mm.  Takes mm->mmap_sem during call.
376  */
377
378 void mpol_rebind_mm(struct mm_struct *mm, nodemask_t *new)
379 {
380         struct vm_area_struct *vma;
381
382         down_write(&mm->mmap_sem);
383         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next)
384                 mpol_rebind_policy(vma->vm_policy, new);
385         up_write(&mm->mmap_sem);
386 }
387
388 static const struct mempolicy_operations mpol_ops[MPOL_MAX] = {
389         [MPOL_DEFAULT] = {
390                 .rebind = mpol_rebind_default,
391         },
392         [MPOL_INTERLEAVE] = {
393                 .create = mpol_new_interleave,
394                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
395         },
396         [MPOL_PREFERRED] = {
397                 .create = mpol_new_preferred,
398                 .rebind = mpol_rebind_preferred,
399         },
400         [MPOL_BIND] = {
401                 .create = mpol_new_bind,
402                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
403         },
404 };
405
406 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
407                                 unsigned long flags);
408
409 struct queue_pages {
410         struct list_head *pagelist;
411         unsigned long flags;
412         nodemask_t *nmask;
413         struct vm_area_struct *prev;
414 };
415
416 /*
417  * Check if the page's nid is in qp->nmask.
418  *
419  * If MPOL_MF_INVERT is set in qp->flags, check if the nid is
420  * in the invert of qp->nmask.
421  */
422 static inline bool queue_pages_required(struct page *page,
423                                         struct queue_pages *qp)
424 {
425         int nid = page_to_nid(page);
426         unsigned long flags = qp->flags;
427
428         return node_isset(nid, *qp->nmask) == !(flags & MPOL_MF_INVERT);
429 }
430
431 /*
432  * queue_pages_pmd() has four possible return values:
433  * 0 - pages are placed on the right node or queued successfully.
434  * 1 - there is unmovable page, and MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
435  *     specified.
436  * 2 - THP was split.
437  * -EIO - is migration entry or only MPOL_MF_STRICT was specified and an
438  *        existing page was already on a node that does not follow the
439  *        policy.
440  */
441 static int queue_pages_pmd(pmd_t *pmd, spinlock_t *ptl, unsigned long addr,
442                                 unsigned long end, struct mm_walk *walk)
443 {
444         int ret = 0;
445         struct page *page;
446         struct queue_pages *qp = walk->private;
447         unsigned long flags;
448
449         if (unlikely(is_pmd_migration_entry(*pmd))) {
450                 ret = -EIO;
451                 goto unlock;
452         }
453         page = pmd_page(*pmd);
454         if (is_huge_zero_page(page)) {
455                 spin_unlock(ptl);
456                 __split_huge_pmd(walk->vma, pmd, addr, false, NULL);
457                 ret = 2;
458                 goto out;
459         }
460         if (!queue_pages_required(page, qp))
461                 goto unlock;
462
463         flags = qp->flags;
464         /* go to thp migration */
465         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
466                 if (!vma_migratable(walk->vma) ||
467                     migrate_page_add(page, qp->pagelist, flags)) {
468                         ret = 1;
469                         goto unlock;
470                 }
471         } else
472                 ret = -EIO;
473 unlock:
474         spin_unlock(ptl);
475 out:
476         return ret;
477 }
478
479 /*
480  * Scan through pages checking if pages follow certain conditions,
481  * and move them to the pagelist if they do.
482  *
483  * queue_pages_pte_range() has three possible return values:
484  * 0 - pages are placed on the right node or queued successfully.
485  * 1 - there is unmovable page, and MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
486  *     specified.
487  * -EIO - only MPOL_MF_STRICT was specified and an existing page was already
488  *        on a node that does not follow the policy.
489  */
490 static int queue_pages_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
491                         unsigned long end, struct mm_walk *walk)
492 {
493         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
494         struct page *page;
495         struct queue_pages *qp = walk->private;
496         unsigned long flags = qp->flags;
497         int ret;
498         bool has_unmovable = false;
499         pte_t *pte, *mapped_pte;
500         spinlock_t *ptl;
501
502         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
503         if (ptl) {
504                 ret = queue_pages_pmd(pmd, ptl, addr, end, walk);
505                 if (ret != 2)
506                         return ret;
507         }
508         /* THP was split, fall through to pte walk */
509
510         if (pmd_trans_unstable(pmd))
511                 return 0;
512
513         mapped_pte = pte = pte_offset_map_lock(walk->mm, pmd, addr, &ptl);
514         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE) {
515                 if (!pte_present(*pte))
516                         continue;
517                 page = vm_normal_page(vma, addr, *pte);
518                 if (!page)
519                         continue;
520                 /*
521                  * vm_normal_page() filters out zero pages, but there might
522                  * still be PageReserved pages to skip, perhaps in a VDSO.
523                  */
524                 if (PageReserved(page))
525                         continue;
526                 if (!queue_pages_required(page, qp))
527                         continue;
528                 if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
529                         /* MPOL_MF_STRICT must be specified if we get here */
530                         if (!vma_migratable(vma)) {
531                                 has_unmovable = true;
532                                 break;
533                         }
534
535                         /*
536                          * Do not abort immediately since there may be
537                          * temporary off LRU pages in the range.  Still
538                          * need migrate other LRU pages.
539                          */
540                         if (migrate_page_add(page, qp->pagelist, flags))
541                                 has_unmovable = true;
542                 } else
543                         break;
544         }
545         pte_unmap_unlock(mapped_pte, ptl);
546         cond_resched();
547
548         if (has_unmovable)
549                 return 1;
550
551         return addr != end ? -EIO : 0;
552 }
553
554 static int queue_pages_hugetlb(pte_t *pte, unsigned long hmask,
555                                unsigned long addr, unsigned long end,
556                                struct mm_walk *walk)
557 {
558 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
559         struct queue_pages *qp = walk->private;
560         unsigned long flags = qp->flags;
561         struct page *page;
562         spinlock_t *ptl;
563         pte_t entry;
564
565         ptl = huge_pte_lock(hstate_vma(walk->vma), walk->mm, pte);
566         entry = huge_ptep_get(pte);
567         if (!pte_present(entry))
568                 goto unlock;
569         page = pte_page(entry);
570         if (!queue_pages_required(page, qp))
571                 goto unlock;
572         /* With MPOL_MF_MOVE, we migrate only unshared hugepage. */
573         if (flags & (MPOL_MF_MOVE_ALL) ||
574             (flags & MPOL_MF_MOVE && page_mapcount(page) == 1))
575                 isolate_huge_page(page, qp->pagelist);
576 unlock:
577         spin_unlock(ptl);
578 #else
579         BUG();
580 #endif
581         return 0;
582 }
583
584 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
585 /*
586  * This is used to mark a range of virtual addresses to be inaccessible.
587  * These are later cleared by a NUMA hinting fault. Depending on these
588  * faults, pages may be migrated for better NUMA placement.
589  *
590  * This is assuming that NUMA faults are handled using PROT_NONE. If
591  * an architecture makes a different choice, it will need further
592  * changes to the core.
593  */
594 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
595                         unsigned long addr, unsigned long end)
596 {
597         int nr_updated;
598
599         nr_updated = change_protection(vma, addr, end, PAGE_NONE, 0, 1);
600         if (nr_updated)
601                 count_vm_numa_events(NUMA_PTE_UPDATES, nr_updated);
602
603         return nr_updated;
604 }
605 #else
606 static unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
607                         unsigned long addr, unsigned long end)
608 {
609         return 0;
610 }
611 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
612
613 static int queue_pages_test_walk(unsigned long start, unsigned long end,
614                                 struct mm_walk *walk)
615 {
616         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
617         struct queue_pages *qp = walk->private;
618         unsigned long endvma = vma->vm_end;
619         unsigned long flags = qp->flags;
620
621         /*
622          * Need check MPOL_MF_STRICT to return -EIO if possible
623          * regardless of vma_migratable
624          */
625         if (!vma_migratable(vma) &&
626             !(flags & MPOL_MF_STRICT))
627                 return 1;
628
629         if (endvma > end)
630                 endvma = end;
631         if (vma->vm_start > start)
632                 start = vma->vm_start;
633
634         if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK)) {
635                 if (!vma->vm_next && vma->vm_end < end)
636                         return -EFAULT;
637                 if (qp->prev && qp->prev->vm_end < vma->vm_start)
638                         return -EFAULT;
639         }
640
641         qp->prev = vma;
642
643         if (flags & MPOL_MF_LAZY) {
644                 /* Similar to task_numa_work, skip inaccessible VMAs */
645                 if (!is_vm_hugetlb_page(vma) &&
646                         (vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE)) &&
647                         !(vma->vm_flags & VM_MIXEDMAP))
648                         change_prot_numa(vma, start, endvma);
649                 return 1;
650         }
651
652         /* queue pages from current vma */
653         if (flags & MPOL_MF_VALID)
654                 return 0;
655         return 1;
656 }
657
658 /*
659  * Walk through page tables and collect pages to be migrated.
660  *
661  * If pages found in a given range are on a set of nodes (determined by
662  * @nodes and @flags,) it's isolated and queued to the pagelist which is
663  * passed via @private.
664  *
665  * queue_pages_range() has three possible return values:
666  * 1 - there is unmovable page, but MPOL_MF_MOVE* & MPOL_MF_STRICT were
667  *     specified.
668  * 0 - queue pages successfully or no misplaced page.
669  * errno - i.e. misplaced pages with MPOL_MF_STRICT specified (-EIO) or
670  *         memory range specified by nodemask and maxnode points outside
671  *         your accessible address space (-EFAULT)
672  */
673 static int
674 queue_pages_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start, unsigned long end,
675                 nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
676                 struct list_head *pagelist)
677 {
678         struct queue_pages qp = {
679                 .pagelist = pagelist,
680                 .flags = flags,
681                 .nmask = nodes,
682                 .prev = NULL,
683         };
684         struct mm_walk queue_pages_walk = {
685                 .hugetlb_entry = queue_pages_hugetlb,
686                 .pmd_entry = queue_pages_pte_range,
687                 .test_walk = queue_pages_test_walk,
688                 .mm = mm,
689                 .private = &qp,
690         };
691
692         return walk_page_range(start, end, &queue_pages_walk);
693 }
694
695 /*
696  * Apply policy to a single VMA
697  * This must be called with the mmap_sem held for writing.
698  */
699 static int vma_replace_policy(struct vm_area_struct *vma,
700                                                 struct mempolicy *pol)
701 {
702         int err;
703         struct mempolicy *old;
704         struct mempolicy *new;
705
706         pr_debug("vma %lx-%lx/%lx vm_ops %p vm_file %p set_policy %p\n",
707                  vma->vm_start, vma->vm_end, vma->vm_pgoff,
708                  vma->vm_ops, vma->vm_file,
709                  vma->vm_ops ? vma->vm_ops->set_policy : NULL);
710
711         new = mpol_dup(pol);
712         if (IS_ERR(new))
713                 return PTR_ERR(new);
714
715         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->set_policy) {
716                 err = vma->vm_ops->set_policy(vma, new);
717                 if (err)
718                         goto err_out;
719         }
720
721         old = vma->vm_policy;
722         vma->vm_policy = new; /* protected by mmap_sem */
723         mpol_put(old);
724
725         return 0;
726  err_out:
727         mpol_put(new);
728         return err;
729 }
730
731 /* Step 2: apply policy to a range and do splits. */
732 static int mbind_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
733                        unsigned long end, struct mempolicy *new_pol)
734 {
735         struct vm_area_struct *prev;
736         struct vm_area_struct *vma;
737         int err = 0;
738         pgoff_t pgoff;
739         unsigned long vmstart;
740         unsigned long vmend;
741
742         vma = find_vma(mm, start);
743         if (!vma || vma->vm_start > start)
744                 return -EFAULT;
745
746         prev = vma->vm_prev;
747         if (start > vma->vm_start)
748                 prev = vma;
749
750         for (; vma && vma->vm_start < end; prev = vma, vma = vma->vm_next) {
751                 vmstart = max(start, vma->vm_start);
752                 vmend   = min(end, vma->vm_end);
753
754                 if (mpol_equal(vma_policy(vma), new_pol))
755                         continue;
756
757                 pgoff = vma->vm_pgoff +
758                         ((vmstart - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
759                 prev = vma_merge(mm, prev, vmstart, vmend, vma->vm_flags,
760                                  vma->anon_vma, vma->vm_file, pgoff,
761                                  new_pol, vma->vm_userfaultfd_ctx);
762                 if (prev) {
763                         vma = prev;
764                         goto replace;
765                 }
766                 if (vma->vm_start != vmstart) {
767                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmstart, 1);
768                         if (err)
769                                 goto out;
770                 }
771                 if (vma->vm_end != vmend) {
772                         err = split_vma(vma->vm_mm, vma, vmend, 0);
773                         if (err)
774                                 goto out;
775                 }
776  replace:
777                 err = vma_replace_policy(vma, new_pol);
778                 if (err)
779                         goto out;
780         }
781
782  out:
783         return err;
784 }
785
786 /* Set the process memory policy */
787 static long do_set_mempolicy(unsigned short mode, unsigned short flags,
788                              nodemask_t *nodes)
789 {
790         struct mempolicy *new, *old;
791         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
792         int ret;
793
794         if (!scratch)
795                 return -ENOMEM;
796
797         new = mpol_new(mode, flags, nodes);
798         if (IS_ERR(new)) {
799                 ret = PTR_ERR(new);
800                 goto out;
801         }
802
803         task_lock(current);
804         ret = mpol_set_nodemask(new, nodes, scratch);
805         if (ret) {
806                 task_unlock(current);
807                 mpol_put(new);
808                 goto out;
809         }
810         old = current->mempolicy;
811         current->mempolicy = new;
812         if (new && new->mode == MPOL_INTERLEAVE)
813                 current->il_prev = MAX_NUMNODES-1;
814         task_unlock(current);
815         mpol_put(old);
816         ret = 0;
817 out:
818         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
819         return ret;
820 }
821
822 /*
823  * Return nodemask for policy for get_mempolicy() query
824  *
825  * Called with task's alloc_lock held
826  */
827 static void get_policy_nodemask(struct mempolicy *p, nodemask_t *nodes)
828 {
829         nodes_clear(*nodes);
830         if (p == &default_policy)
831                 return;
832
833         switch (p->mode) {
834         case MPOL_BIND:
835                 /* Fall through */
836         case MPOL_INTERLEAVE:
837                 *nodes = p->v.nodes;
838                 break;
839         case MPOL_PREFERRED:
840                 if (!(p->flags & MPOL_F_LOCAL))
841                         node_set(p->v.preferred_node, *nodes);
842                 /* else return empty node mask for local allocation */
843                 break;
844         default:
845                 BUG();
846         }
847 }
848
849 static int lookup_node(unsigned long addr)
850 {
851         struct page *p;
852         int err;
853
854         err = get_user_pages(addr & PAGE_MASK, 1, 0, &p, NULL);
855         if (err >= 0) {
856                 err = page_to_nid(p);
857                 put_page(p);
858         }
859         return err;
860 }
861
862 /* Retrieve NUMA policy */
863 static long do_get_mempolicy(int *policy, nodemask_t *nmask,
864                              unsigned long addr, unsigned long flags)
865 {
866         int err;
867         struct mm_struct *mm = current->mm;
868         struct vm_area_struct *vma = NULL;
869         struct mempolicy *pol = current->mempolicy;
870
871         if (flags &
872                 ~(unsigned long)(MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR|MPOL_F_MEMS_ALLOWED))
873                 return -EINVAL;
874
875         if (flags & MPOL_F_MEMS_ALLOWED) {
876                 if (flags & (MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR))
877                         return -EINVAL;
878                 *policy = 0;    /* just so it's initialized */
879                 task_lock(current);
880                 *nmask  = cpuset_current_mems_allowed;
881                 task_unlock(current);
882                 return 0;
883         }
884
885         if (flags & MPOL_F_ADDR) {
886                 /*
887                  * Do NOT fall back to task policy if the
888                  * vma/shared policy at addr is NULL.  We
889                  * want to return MPOL_DEFAULT in this case.
890                  */
891                 down_read(&mm->mmap_sem);
892                 vma = find_vma_intersection(mm, addr, addr+1);
893                 if (!vma) {
894                         up_read(&mm->mmap_sem);
895                         return -EFAULT;
896                 }
897                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy)
898                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
899                 else
900                         pol = vma->vm_policy;
901         } else if (addr)
902                 return -EINVAL;
903
904         if (!pol)
905                 pol = &default_policy;  /* indicates default behavior */
906
907         if (flags & MPOL_F_NODE) {
908                 if (flags & MPOL_F_ADDR) {
909                         err = lookup_node(addr);
910                         if (err < 0)
911                                 goto out;
912                         *policy = err;
913                 } else if (pol == current->mempolicy &&
914                                 pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
915                         *policy = next_node_in(current->il_prev, pol->v.nodes);
916                 } else {
917                         err = -EINVAL;
918                         goto out;
919                 }
920         } else {
921                 *policy = pol == &default_policy ? MPOL_DEFAULT :
922                                                 pol->mode;
923                 /*
924                  * Internal mempolicy flags must be masked off before exposing
925                  * the policy to userspace.
926                  */
927                 *policy |= (pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS);
928         }
929
930         err = 0;
931         if (nmask) {
932                 if (mpol_store_user_nodemask(pol)) {
933                         *nmask = pol->w.user_nodemask;
934                 } else {
935                         task_lock(current);
936                         get_policy_nodemask(pol, nmask);
937                         task_unlock(current);
938                 }
939         }
940
941  out:
942         mpol_cond_put(pol);
943         if (vma)
944                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
945         return err;
946 }
947
948 #ifdef CONFIG_MIGRATION
949 /*
950  * page migration, thp tail pages can be passed.
951  */
952 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
953                                 unsigned long flags)
954 {
955         struct page *head = compound_head(page);
956         /*
957          * Avoid migrating a page that is shared with others.
958          */
959         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) || page_mapcount(head) == 1) {
960                 if (!isolate_lru_page(head)) {
961                         list_add_tail(&head->lru, pagelist);
962                         mod_node_page_state(page_pgdat(head),
963                                 NR_ISOLATED_ANON + page_is_file_cache(head),
964                                 hpage_nr_pages(head));
965                 } else if (flags & MPOL_MF_STRICT) {
966                         /*
967                          * Non-movable page may reach here.  And, there may be
968                          * temporary off LRU pages or non-LRU movable pages.
969                          * Treat them as unmovable pages since they can't be
970                          * isolated, so they can't be moved at the moment.  It
971                          * should return -EIO for this case too.
972                          */
973                         return -EIO;
974                 }
975         }
976
977         return 0;
978 }
979
980 /* page allocation callback for NUMA node migration */
981 struct page *alloc_new_node_page(struct page *page, unsigned long node)
982 {
983         if (PageHuge(page))
984                 return alloc_huge_page_node(page_hstate(compound_head(page)),
985                                         node);
986         else if (PageTransHuge(page)) {
987                 struct page *thp;
988
989                 thp = alloc_pages_node(node,
990                         (GFP_TRANSHUGE | __GFP_THISNODE),
991                         HPAGE_PMD_ORDER);
992                 if (!thp)
993                         return NULL;
994                 prep_transhuge_page(thp);
995                 return thp;
996         } else
997                 return __alloc_pages_node(node, GFP_HIGHUSER_MOVABLE |
998                                                     __GFP_THISNODE, 0);
999 }
1000
1001 /*
1002  * Migrate pages from one node to a target node.
1003  * Returns error or the number of pages not migrated.
1004  */
1005 static int migrate_to_node(struct mm_struct *mm, int source, int dest,
1006                            int flags)
1007 {
1008         nodemask_t nmask;
1009         LIST_HEAD(pagelist);
1010         int err = 0;
1011
1012         nodes_clear(nmask);
1013         node_set(source, nmask);
1014
1015         /*
1016          * This does not "check" the range but isolates all pages that
1017          * need migration.  Between passing in the full user address
1018          * space range and MPOL_MF_DISCONTIG_OK, this call can not fail.
1019          */
1020         VM_BUG_ON(!(flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)));
1021         queue_pages_range(mm, mm->mmap->vm_start, mm->task_size, &nmask,
1022                         flags | MPOL_MF_DISCONTIG_OK, &pagelist);
1023
1024         if (!list_empty(&pagelist)) {
1025                 err = migrate_pages(&pagelist, alloc_new_node_page, NULL, dest,
1026                                         MIGRATE_SYNC, MR_SYSCALL);
1027                 if (err)
1028                         putback_movable_pages(&pagelist);
1029         }
1030
1031         return err;
1032 }
1033
1034 /*
1035  * Move pages between the two nodesets so as to preserve the physical
1036  * layout as much as possible.
1037  *
1038  * Returns the number of page that could not be moved.
1039  */
1040 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1041                      const nodemask_t *to, int flags)
1042 {
1043         int busy = 0;
1044         int err;
1045         nodemask_t tmp;
1046
1047         err = migrate_prep();
1048         if (err)
1049                 return err;
1050
1051         down_read(&mm->mmap_sem);
1052
1053         /*
1054          * Find a 'source' bit set in 'tmp' whose corresponding 'dest'
1055          * bit in 'to' is not also set in 'tmp'.  Clear the found 'source'
1056          * bit in 'tmp', and return that <source, dest> pair for migration.
1057          * The pair of nodemasks 'to' and 'from' define the map.
1058          *
1059          * If no pair of bits is found that way, fallback to picking some
1060          * pair of 'source' and 'dest' bits that are not the same.  If the
1061          * 'source' and 'dest' bits are the same, this represents a node
1062          * that will be migrating to itself, so no pages need move.
1063          *
1064          * If no bits are left in 'tmp', or if all remaining bits left
1065          * in 'tmp' correspond to the same bit in 'to', return false
1066          * (nothing left to migrate).
1067          *
1068          * This lets us pick a pair of nodes to migrate between, such that
1069          * if possible the dest node is not already occupied by some other
1070          * source node, minimizing the risk of overloading the memory on a
1071          * node that would happen if we migrated incoming memory to a node
1072          * before migrating outgoing memory source that same node.
1073          *
1074          * A single scan of tmp is sufficient.  As we go, we remember the
1075          * most recent <s, d> pair that moved (s != d).  If we find a pair
1076          * that not only moved, but what's better, moved to an empty slot
1077          * (d is not set in tmp), then we break out then, with that pair.
1078          * Otherwise when we finish scanning from_tmp, we at least have the
1079          * most recent <s, d> pair that moved.  If we get all the way through
1080          * the scan of tmp without finding any node that moved, much less
1081          * moved to an empty node, then there is nothing left worth migrating.
1082          */
1083
1084         tmp = *from;
1085         while (!nodes_empty(tmp)) {
1086                 int s,d;
1087                 int source = NUMA_NO_NODE;
1088                 int dest = 0;
1089
1090                 for_each_node_mask(s, tmp) {
1091
1092                         /*
1093                          * do_migrate_pages() tries to maintain the relative
1094                          * node relationship of the pages established between
1095                          * threads and memory areas.
1096                          *
1097                          * However if the number of source nodes is not equal to
1098                          * the number of destination nodes we can not preserve
1099                          * this node relative relationship.  In that case, skip
1100                          * copying memory from a node that is in the destination
1101                          * mask.
1102                          *
1103                          * Example: [2,3,4] -> [3,4,5] moves everything.
1104                          *          [0-7] - > [3,4,5] moves only 0,1,2,6,7.
1105                          */
1106
1107                         if ((nodes_weight(*from) != nodes_weight(*to)) &&
1108                                                 (node_isset(s, *to)))
1109                                 continue;
1110
1111                         d = node_remap(s, *from, *to);
1112                         if (s == d)
1113                                 continue;
1114
1115                         source = s;     /* Node moved. Memorize */
1116                         dest = d;
1117
1118                         /* dest not in remaining from nodes? */
1119                         if (!node_isset(dest, tmp))
1120                                 break;
1121                 }
1122                 if (source == NUMA_NO_NODE)
1123                         break;
1124
1125                 node_clear(source, tmp);
1126                 err = migrate_to_node(mm, source, dest, flags);
1127                 if (err > 0)
1128                         busy += err;
1129                 if (err < 0)
1130                         break;
1131         }
1132         up_read(&mm->mmap_sem);
1133         if (err < 0)
1134                 return err;
1135         return busy;
1136
1137 }
1138
1139 /*
1140  * Allocate a new page for page migration based on vma policy.
1141  * Start by assuming the page is mapped by the same vma as contains @start.
1142  * Search forward from there, if not.  N.B., this assumes that the
1143  * list of pages handed to migrate_pages()--which is how we get here--
1144  * is in virtual address order.
1145  */
1146 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start)
1147 {
1148         struct vm_area_struct *vma;
1149         unsigned long uninitialized_var(address);
1150
1151         vma = find_vma(current->mm, start);
1152         while (vma) {
1153                 address = page_address_in_vma(page, vma);
1154                 if (address != -EFAULT)
1155                         break;
1156                 vma = vma->vm_next;
1157         }
1158
1159         if (PageHuge(page)) {
1160                 return alloc_huge_page_vma(page_hstate(compound_head(page)),
1161                                 vma, address);
1162         } else if (PageTransHuge(page)) {
1163                 struct page *thp;
1164
1165                 thp = alloc_hugepage_vma(GFP_TRANSHUGE, vma, address,
1166                                          HPAGE_PMD_ORDER);
1167                 if (!thp)
1168                         return NULL;
1169                 prep_transhuge_page(thp);
1170                 return thp;
1171         }
1172         /*
1173          * if !vma, alloc_page_vma() will use task or system default policy
1174          */
1175         return alloc_page_vma(GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_RETRY_MAYFAIL,
1176                         vma, address);
1177 }
1178 #else
1179
1180 static int migrate_page_add(struct page *page, struct list_head *pagelist,
1181                                 unsigned long flags)
1182 {
1183         return -EIO;
1184 }
1185
1186 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1187                      const nodemask_t *to, int flags)
1188 {
1189         return -ENOSYS;
1190 }
1191
1192 static struct page *new_page(struct page *page, unsigned long start)
1193 {
1194         return NULL;
1195 }
1196 #endif
1197
1198 static long do_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1199                      unsigned short mode, unsigned short mode_flags,
1200                      nodemask_t *nmask, unsigned long flags)
1201 {
1202         struct mm_struct *mm = current->mm;
1203         struct mempolicy *new;
1204         unsigned long end;
1205         int err;
1206         int ret;
1207         LIST_HEAD(pagelist);
1208
1209         if (flags & ~(unsigned long)MPOL_MF_VALID)
1210                 return -EINVAL;
1211         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1212                 return -EPERM;
1213
1214         if (start & ~PAGE_MASK)
1215                 return -EINVAL;
1216
1217         if (mode == MPOL_DEFAULT)
1218                 flags &= ~MPOL_MF_STRICT;
1219
1220         len = (len + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
1221         end = start + len;
1222
1223         if (end < start)
1224                 return -EINVAL;
1225         if (end == start)
1226                 return 0;
1227
1228         new = mpol_new(mode, mode_flags, nmask);
1229         if (IS_ERR(new))
1230                 return PTR_ERR(new);
1231
1232         if (flags & MPOL_MF_LAZY)
1233                 new->flags |= MPOL_F_MOF;
1234
1235         /*
1236          * If we are using the default policy then operation
1237          * on discontinuous address spaces is okay after all
1238          */
1239         if (!new)
1240                 flags |= MPOL_MF_DISCONTIG_OK;
1241
1242         pr_debug("mbind %lx-%lx mode:%d flags:%d nodes:%lx\n",
1243                  start, start + len, mode, mode_flags,
1244                  nmask ? nodes_addr(*nmask)[0] : NUMA_NO_NODE);
1245
1246         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) {
1247
1248                 err = migrate_prep();
1249                 if (err)
1250                         goto mpol_out;
1251         }
1252         {
1253                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1254                 if (scratch) {
1255                         down_write(&mm->mmap_sem);
1256                         task_lock(current);
1257                         err = mpol_set_nodemask(new, nmask, scratch);
1258                         task_unlock(current);
1259                         if (err)
1260                                 up_write(&mm->mmap_sem);
1261                 } else
1262                         err = -ENOMEM;
1263                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1264         }
1265         if (err)
1266                 goto mpol_out;
1267
1268         ret = queue_pages_range(mm, start, end, nmask,
1269                           flags | MPOL_MF_INVERT, &pagelist);
1270
1271         if (ret < 0) {
1272                 err = ret;
1273                 goto up_out;
1274         }
1275
1276         err = mbind_range(mm, start, end, new);
1277
1278         if (!err) {
1279                 int nr_failed = 0;
1280
1281                 if (!list_empty(&pagelist)) {
1282                         WARN_ON_ONCE(flags & MPOL_MF_LAZY);
1283                         nr_failed = migrate_pages(&pagelist, new_page, NULL,
1284                                 start, MIGRATE_SYNC, MR_MEMPOLICY_MBIND);
1285                         if (nr_failed)
1286                                 putback_movable_pages(&pagelist);
1287                 }
1288
1289                 if ((ret > 0) || (nr_failed && (flags & MPOL_MF_STRICT)))
1290                         err = -EIO;
1291         } else {
1292 up_out:
1293                 if (!list_empty(&pagelist))
1294                         putback_movable_pages(&pagelist);
1295         }
1296
1297         up_write(&mm->mmap_sem);
1298 mpol_out:
1299         mpol_put(new);
1300         return err;
1301 }
1302
1303 /*
1304  * User space interface with variable sized bitmaps for nodelists.
1305  */
1306
1307 /* Copy a node mask from user space. */
1308 static int get_nodes(nodemask_t *nodes, const unsigned long __user *nmask,
1309                      unsigned long maxnode)
1310 {
1311         unsigned long k;
1312         unsigned long t;
1313         unsigned long nlongs;
1314         unsigned long endmask;
1315
1316         --maxnode;
1317         nodes_clear(*nodes);
1318         if (maxnode == 0 || !nmask)
1319                 return 0;
1320         if (maxnode > PAGE_SIZE*BITS_PER_BYTE)
1321                 return -EINVAL;
1322
1323         nlongs = BITS_TO_LONGS(maxnode);
1324         if ((maxnode % BITS_PER_LONG) == 0)
1325                 endmask = ~0UL;
1326         else
1327                 endmask = (1UL << (maxnode % BITS_PER_LONG)) - 1;
1328
1329         /*
1330          * When the user specified more nodes than supported just check
1331          * if the non supported part is all zero.
1332          *
1333          * If maxnode have more longs than MAX_NUMNODES, check
1334          * the bits in that area first. And then go through to
1335          * check the rest bits which equal or bigger than MAX_NUMNODES.
1336          * Otherwise, just check bits [MAX_NUMNODES, maxnode).
1337          */
1338         if (nlongs > BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES)) {
1339                 for (k = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES); k < nlongs; k++) {
1340                         if (get_user(t, nmask + k))
1341                                 return -EFAULT;
1342                         if (k == nlongs - 1) {
1343                                 if (t & endmask)
1344                                         return -EINVAL;
1345                         } else if (t)
1346                                 return -EINVAL;
1347                 }
1348                 nlongs = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES);
1349                 endmask = ~0UL;
1350         }
1351
1352         if (maxnode > MAX_NUMNODES && MAX_NUMNODES % BITS_PER_LONG != 0) {
1353                 unsigned long valid_mask = endmask;
1354
1355                 valid_mask &= ~((1UL << (MAX_NUMNODES % BITS_PER_LONG)) - 1);
1356                 if (get_user(t, nmask + nlongs - 1))
1357                         return -EFAULT;
1358                 if (t & valid_mask)
1359                         return -EINVAL;
1360         }
1361
1362         if (copy_from_user(nodes_addr(*nodes), nmask, nlongs*sizeof(unsigned long)))
1363                 return -EFAULT;
1364         nodes_addr(*nodes)[nlongs-1] &= endmask;
1365         return 0;
1366 }
1367
1368 /* Copy a kernel node mask to user space */
1369 static int copy_nodes_to_user(unsigned long __user *mask, unsigned long maxnode,
1370                               nodemask_t *nodes)
1371 {
1372         unsigned long copy = ALIGN(maxnode-1, 64) / 8;
1373         unsigned int nbytes = BITS_TO_LONGS(nr_node_ids) * sizeof(long);
1374
1375         if (copy > nbytes) {
1376                 if (copy > PAGE_SIZE)
1377                         return -EINVAL;
1378                 if (clear_user((char __user *)mask + nbytes, copy - nbytes))
1379                         return -EFAULT;
1380                 copy = nbytes;
1381         }
1382         return copy_to_user(mask, nodes_addr(*nodes), copy) ? -EFAULT : 0;
1383 }
1384
1385 static long kernel_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1386                          unsigned long mode, const unsigned long __user *nmask,
1387                          unsigned long maxnode, unsigned int flags)
1388 {
1389         nodemask_t nodes;
1390         int err;
1391         unsigned short mode_flags;
1392
1393         mode_flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1394         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1395         if (mode >= MPOL_MAX)
1396                 return -EINVAL;
1397         if ((mode_flags & MPOL_F_STATIC_NODES) &&
1398             (mode_flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1399                 return -EINVAL;
1400         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1401         if (err)
1402                 return err;
1403         return do_mbind(start, len, mode, mode_flags, &nodes, flags);
1404 }
1405
1406 SYSCALL_DEFINE6(mbind, unsigned long, start, unsigned long, len,
1407                 unsigned long, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1408                 unsigned long, maxnode, unsigned int, flags)
1409 {
1410         return kernel_mbind(start, len, mode, nmask, maxnode, flags);
1411 }
1412
1413 /* Set the process memory policy */
1414 static long kernel_set_mempolicy(int mode, const unsigned long __user *nmask,
1415                                  unsigned long maxnode)
1416 {
1417         int err;
1418         nodemask_t nodes;
1419         unsigned short flags;
1420
1421         flags = mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1422         mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1423         if ((unsigned int)mode >= MPOL_MAX)
1424                 return -EINVAL;
1425         if ((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) && (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1426                 return -EINVAL;
1427         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1428         if (err)
1429                 return err;
1430         return do_set_mempolicy(mode, flags, &nodes);
1431 }
1432
1433 SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1434                 unsigned long, maxnode)
1435 {
1436         return kernel_set_mempolicy(mode, nmask, maxnode);
1437 }
1438
1439 static int kernel_migrate_pages(pid_t pid, unsigned long maxnode,
1440                                 const unsigned long __user *old_nodes,
1441                                 const unsigned long __user *new_nodes)
1442 {
1443         struct mm_struct *mm = NULL;
1444         struct task_struct *task;
1445         nodemask_t task_nodes;
1446         int err;
1447         nodemask_t *old;
1448         nodemask_t *new;
1449         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1450
1451         if (!scratch)
1452                 return -ENOMEM;
1453
1454         old = &scratch->mask1;
1455         new = &scratch->mask2;
1456
1457         err = get_nodes(old, old_nodes, maxnode);
1458         if (err)
1459                 goto out;
1460
1461         err = get_nodes(new, new_nodes, maxnode);
1462         if (err)
1463                 goto out;
1464
1465         /* Find the mm_struct */
1466         rcu_read_lock();
1467         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1468         if (!task) {
1469                 rcu_read_unlock();
1470                 err = -ESRCH;
1471                 goto out;
1472         }
1473         get_task_struct(task);
1474
1475         err = -EINVAL;
1476
1477         /*
1478          * Check if this process has the right to modify the specified process.
1479          * Use the regular "ptrace_may_access()" checks.
1480          */
1481         if (!ptrace_may_access(task, PTRACE_MODE_READ_REALCREDS)) {
1482                 rcu_read_unlock();
1483                 err = -EPERM;
1484                 goto out_put;
1485         }
1486         rcu_read_unlock();
1487
1488         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1489         /* Is the user allowed to access the target nodes? */
1490         if (!nodes_subset(*new, task_nodes) && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1491                 err = -EPERM;
1492                 goto out_put;
1493         }
1494
1495         task_nodes = cpuset_mems_allowed(current);
1496         nodes_and(*new, *new, task_nodes);
1497         if (nodes_empty(*new))
1498                 goto out_put;
1499
1500         nodes_and(*new, *new, node_states[N_MEMORY]);
1501         if (nodes_empty(*new))
1502                 goto out_put;
1503
1504         err = security_task_movememory(task);
1505         if (err)
1506                 goto out_put;
1507
1508         mm = get_task_mm(task);
1509         put_task_struct(task);
1510
1511         if (!mm) {
1512                 err = -EINVAL;
1513                 goto out;
1514         }
1515
1516         err = do_migrate_pages(mm, old, new,
1517                 capable(CAP_SYS_NICE) ? MPOL_MF_MOVE_ALL : MPOL_MF_MOVE);
1518
1519         mmput(mm);
1520 out:
1521         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1522
1523         return err;
1524
1525 out_put:
1526         put_task_struct(task);
1527         goto out;
1528
1529 }
1530
1531 SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, pid_t, pid, unsigned long, maxnode,
1532                 const unsigned long __user *, old_nodes,
1533                 const unsigned long __user *, new_nodes)
1534 {
1535         return kernel_migrate_pages(pid, maxnode, old_nodes, new_nodes);
1536 }
1537
1538
1539 /* Retrieve NUMA policy */
1540 static int kernel_get_mempolicy(int __user *policy,
1541                                 unsigned long __user *nmask,
1542                                 unsigned long maxnode,
1543                                 unsigned long addr,
1544                                 unsigned long flags)
1545 {
1546         int err;
1547         int uninitialized_var(pval);
1548         nodemask_t nodes;
1549
1550         if (nmask != NULL && maxnode < nr_node_ids)
1551                 return -EINVAL;
1552
1553         err = do_get_mempolicy(&pval, &nodes, addr, flags);
1554
1555         if (err)
1556                 return err;
1557
1558         if (policy && put_user(pval, policy))
1559                 return -EFAULT;
1560
1561         if (nmask)
1562                 err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, &nodes);
1563
1564         return err;
1565 }
1566
1567 SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1568                 unsigned long __user *, nmask, unsigned long, maxnode,
1569                 unsigned long, addr, unsigned long, flags)
1570 {
1571         return kernel_get_mempolicy(policy, nmask, maxnode, addr, flags);
1572 }
1573
1574 #ifdef CONFIG_COMPAT
1575
1576 COMPAT_SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1577                        compat_ulong_t __user *, nmask,
1578                        compat_ulong_t, maxnode,
1579                        compat_ulong_t, addr, compat_ulong_t, flags)
1580 {
1581         long err;
1582         unsigned long __user *nm = NULL;
1583         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1584         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1585
1586         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, nr_node_ids);
1587         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1588
1589         if (nmask)
1590                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1591
1592         err = kernel_get_mempolicy(policy, nm, nr_bits+1, addr, flags);
1593
1594         if (!err && nmask) {
1595                 unsigned long copy_size;
1596                 copy_size = min_t(unsigned long, sizeof(bm), alloc_size);
1597                 err = copy_from_user(bm, nm, copy_size);
1598                 /* ensure entire bitmap is zeroed */
1599                 err |= clear_user(nmask, ALIGN(maxnode-1, 8) / 8);
1600                 err |= compat_put_bitmap(nmask, bm, nr_bits);
1601         }
1602
1603         return err;
1604 }
1605
1606 COMPAT_SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, compat_ulong_t __user *, nmask,
1607                        compat_ulong_t, maxnode)
1608 {
1609         unsigned long __user *nm = NULL;
1610         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1611         DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
1612
1613         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1614         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1615
1616         if (nmask) {
1617                 if (compat_get_bitmap(bm, nmask, nr_bits))
1618                         return -EFAULT;
1619                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1620                 if (copy_to_user(nm, bm, alloc_size))
1621                         return -EFAULT;
1622         }
1623
1624         return kernel_set_mempolicy(mode, nm, nr_bits+1);
1625 }
1626
1627 COMPAT_SYSCALL_DEFINE6(mbind, compat_ulong_t, start, compat_ulong_t, len,
1628                        compat_ulong_t, mode, compat_ulong_t __user *, nmask,
1629                        compat_ulong_t, maxnode, compat_ulong_t, flags)
1630 {
1631         unsigned long __user *nm = NULL;
1632         unsigned long nr_bits, alloc_size;
1633         nodemask_t bm;
1634
1635         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
1636         alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1637
1638         if (nmask) {
1639                 if (compat_get_bitmap(nodes_addr(bm), nmask, nr_bits))
1640                         return -EFAULT;
1641                 nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
1642                 if (copy_to_user(nm, nodes_addr(bm), alloc_size))
1643                         return -EFAULT;
1644         }
1645
1646         return kernel_mbind(start, len, mode, nm, nr_bits+1, flags);
1647 }
1648
1649 COMPAT_SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, compat_pid_t, pid,
1650                        compat_ulong_t, maxnode,
1651                        const compat_ulong_t __user *, old_nodes,
1652                        const compat_ulong_t __user *, new_nodes)
1653 {
1654         unsigned long __user *old = NULL;
1655         unsigned long __user *new = NULL;
1656         nodemask_t tmp_mask;
1657         unsigned long nr_bits;
1658         unsigned long size;
1659
1660         nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode - 1, MAX_NUMNODES);
1661         size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
1662         if (old_nodes) {
1663                 if (compat_get_bitmap(nodes_addr(tmp_mask), old_nodes, nr_bits))
1664                         return -EFAULT;
1665                 old = compat_alloc_user_space(new_nodes ? size * 2 : size);
1666                 if (new_nodes)
1667                         new = old + size / sizeof(unsigned long);
1668                 if (copy_to_user(old, nodes_addr(tmp_mask), size))
1669                         return -EFAULT;
1670         }
1671         if (new_nodes) {
1672                 if (compat_get_bitmap(nodes_addr(tmp_mask), new_nodes, nr_bits))
1673                         return -EFAULT;
1674                 if (new == NULL)
1675                         new = compat_alloc_user_space(size);
1676                 if (copy_to_user(new, nodes_addr(tmp_mask), size))
1677                         return -EFAULT;
1678         }
1679         return kernel_migrate_pages(pid, nr_bits + 1, old, new);
1680 }
1681
1682 #endif /* CONFIG_COMPAT */
1683
1684 struct mempolicy *__get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1685                                                 unsigned long addr)
1686 {
1687         struct mempolicy *pol = NULL;
1688
1689         if (vma) {
1690                 if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1691                         pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
1692                 } else if (vma->vm_policy) {
1693                         pol = vma->vm_policy;
1694
1695                         /*
1696                          * shmem_alloc_page() passes MPOL_F_SHARED policy with
1697                          * a pseudo vma whose vma->vm_ops=NULL. Take a reference
1698                          * count on these policies which will be dropped by
1699                          * mpol_cond_put() later
1700                          */
1701                         if (mpol_needs_cond_ref(pol))
1702                                 mpol_get(pol);
1703                 }
1704         }
1705
1706         return pol;
1707 }
1708
1709 /*
1710  * get_vma_policy(@vma, @addr)
1711  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
1712  * @addr: address in @vma for shared policy lookup
1713  *
1714  * Returns effective policy for a VMA at specified address.
1715  * Falls back to current->mempolicy or system default policy, as necessary.
1716  * Shared policies [those marked as MPOL_F_SHARED] require an extra reference
1717  * count--added by the get_policy() vm_op, as appropriate--to protect against
1718  * freeing by another task.  It is the caller's responsibility to free the
1719  * extra reference for shared policies.
1720  */
1721 static struct mempolicy *get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1722                                                 unsigned long addr)
1723 {
1724         struct mempolicy *pol = __get_vma_policy(vma, addr);
1725
1726         if (!pol)
1727                 pol = get_task_policy(current);
1728
1729         return pol;
1730 }
1731
1732 bool vma_policy_mof(struct vm_area_struct *vma)
1733 {
1734         struct mempolicy *pol;
1735
1736         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1737                 bool ret = false;
1738
1739                 pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, vma->vm_start);
1740                 if (pol && (pol->flags & MPOL_F_MOF))
1741                         ret = true;
1742                 mpol_cond_put(pol);
1743
1744                 return ret;
1745         }
1746
1747         pol = vma->vm_policy;
1748         if (!pol)
1749                 pol = get_task_policy(current);
1750
1751         return pol->flags & MPOL_F_MOF;
1752 }
1753
1754 static int apply_policy_zone(struct mempolicy *policy, enum zone_type zone)
1755 {
1756         enum zone_type dynamic_policy_zone = policy_zone;
1757
1758         BUG_ON(dynamic_policy_zone == ZONE_MOVABLE);
1759
1760         /*
1761          * if policy->v.nodes has movable memory only,
1762          * we apply policy when gfp_zone(gfp) = ZONE_MOVABLE only.
1763          *
1764          * policy->v.nodes is intersect with node_states[N_MEMORY].
1765          * so if the following test faile, it implies
1766          * policy->v.nodes has movable memory only.
1767          */
1768         if (!nodes_intersects(policy->v.nodes, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
1769                 dynamic_policy_zone = ZONE_MOVABLE;
1770
1771         return zone >= dynamic_policy_zone;
1772 }
1773
1774 /*
1775  * Return a nodemask representing a mempolicy for filtering nodes for
1776  * page allocation
1777  */
1778 static nodemask_t *policy_nodemask(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
1779 {
1780         /* Lower zones don't get a nodemask applied for MPOL_BIND */
1781         if (unlikely(policy->mode == MPOL_BIND) &&
1782                         apply_policy_zone(policy, gfp_zone(gfp)) &&
1783                         cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(&policy->v.nodes))
1784                 return &policy->v.nodes;
1785
1786         return NULL;
1787 }
1788
1789 /* Return the node id preferred by the given mempolicy, or the given id */
1790 static int policy_node(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy,
1791                                                                 int nd)
1792 {
1793         if (policy->mode == MPOL_PREFERRED && !(policy->flags & MPOL_F_LOCAL))
1794                 nd = policy->v.preferred_node;
1795         else {
1796                 /*
1797                  * __GFP_THISNODE shouldn't even be used with the bind policy
1798                  * because we might easily break the expectation to stay on the
1799                  * requested node and not break the policy.
1800                  */
1801                 WARN_ON_ONCE(policy->mode == MPOL_BIND && (gfp & __GFP_THISNODE));
1802         }
1803
1804         return nd;
1805 }
1806
1807 /* Do dynamic interleaving for a process */
1808 static unsigned interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
1809 {
1810         unsigned next;
1811         struct task_struct *me = current;
1812
1813         next = next_node_in(me->il_prev, policy->v.nodes);
1814         if (next < MAX_NUMNODES)
1815                 me->il_prev = next;
1816         return next;
1817 }
1818
1819 /*
1820  * Depending on the memory policy provide a node from which to allocate the
1821  * next slab entry.
1822  */
1823 unsigned int mempolicy_slab_node(void)
1824 {
1825         struct mempolicy *policy;
1826         int node = numa_mem_id();
1827
1828         if (in_interrupt())
1829                 return node;
1830
1831         policy = current->mempolicy;
1832         if (!policy || policy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1833                 return node;
1834
1835         switch (policy->mode) {
1836         case MPOL_PREFERRED:
1837                 /*
1838                  * handled MPOL_F_LOCAL above
1839                  */
1840                 return policy->v.preferred_node;
1841
1842         case MPOL_INTERLEAVE:
1843                 return interleave_nodes(policy);
1844
1845         case MPOL_BIND: {
1846                 struct zoneref *z;
1847
1848                 /*
1849                  * Follow bind policy behavior and start allocation at the
1850                  * first node.
1851                  */
1852                 struct zonelist *zonelist;
1853                 enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(GFP_KERNEL);
1854                 zonelist = &NODE_DATA(node)->node_zonelists[ZONELIST_FALLBACK];
1855                 z = first_zones_zonelist(zonelist, highest_zoneidx,
1856                                                         &policy->v.nodes);
1857                 return z->zone ? zone_to_nid(z->zone) : node;
1858         }
1859
1860         default:
1861                 BUG();
1862         }
1863 }
1864
1865 /*
1866  * Do static interleaving for a VMA with known offset @n.  Returns the n'th
1867  * node in pol->v.nodes (starting from n=0), wrapping around if n exceeds the
1868  * number of present nodes.
1869  */
1870 static unsigned offset_il_node(struct mempolicy *pol, unsigned long n)
1871 {
1872         unsigned nnodes = nodes_weight(pol->v.nodes);
1873         unsigned target;
1874         int i;
1875         int nid;
1876
1877         if (!nnodes)
1878                 return numa_node_id();
1879         target = (unsigned int)n % nnodes;
1880         nid = first_node(pol->v.nodes);
1881         for (i = 0; i < target; i++)
1882                 nid = next_node(nid, pol->v.nodes);
1883         return nid;
1884 }
1885
1886 /* Determine a node number for interleave */
1887 static inline unsigned interleave_nid(struct mempolicy *pol,
1888                  struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, int shift)
1889 {
1890         if (vma) {
1891                 unsigned long off;
1892
1893                 /*
1894                  * for small pages, there is no difference between
1895                  * shift and PAGE_SHIFT, so the bit-shift is safe.
1896                  * for huge pages, since vm_pgoff is in units of small
1897                  * pages, we need to shift off the always 0 bits to get
1898                  * a useful offset.
1899                  */
1900                 BUG_ON(shift < PAGE_SHIFT);
1901                 off = vma->vm_pgoff >> (shift - PAGE_SHIFT);
1902                 off += (addr - vma->vm_start) >> shift;
1903                 return offset_il_node(pol, off);
1904         } else
1905                 return interleave_nodes(pol);
1906 }
1907
1908 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
1909 /*
1910  * huge_node(@vma, @addr, @gfp_flags, @mpol)
1911  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
1912  * @addr: address in @vma for shared policy lookup and interleave policy
1913  * @gfp_flags: for requested zone
1914  * @mpol: pointer to mempolicy pointer for reference counted mempolicy
1915  * @nodemask: pointer to nodemask pointer for MPOL_BIND nodemask
1916  *
1917  * Returns a nid suitable for a huge page allocation and a pointer
1918  * to the struct mempolicy for conditional unref after allocation.
1919  * If the effective policy is 'BIND, returns a pointer to the mempolicy's
1920  * @nodemask for filtering the zonelist.
1921  *
1922  * Must be protected by read_mems_allowed_begin()
1923  */
1924 int huge_node(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, gfp_t gfp_flags,
1925                                 struct mempolicy **mpol, nodemask_t **nodemask)
1926 {
1927         int nid;
1928
1929         *mpol = get_vma_policy(vma, addr);
1930         *nodemask = NULL;       /* assume !MPOL_BIND */
1931
1932         if (unlikely((*mpol)->mode == MPOL_INTERLEAVE)) {
1933                 nid = interleave_nid(*mpol, vma, addr,
1934                                         huge_page_shift(hstate_vma(vma)));
1935         } else {
1936                 nid = policy_node(gfp_flags, *mpol, numa_node_id());
1937                 if ((*mpol)->mode == MPOL_BIND)
1938                         *nodemask = &(*mpol)->v.nodes;
1939         }
1940         return nid;
1941 }
1942
1943 /*
1944  * init_nodemask_of_mempolicy
1945  *
1946  * If the current task's mempolicy is "default" [NULL], return 'false'
1947  * to indicate default policy.  Otherwise, extract the policy nodemask
1948  * for 'bind' or 'interleave' policy into the argument nodemask, or
1949  * initialize the argument nodemask to contain the single node for
1950  * 'preferred' or 'local' policy and return 'true' to indicate presence
1951  * of non-default mempolicy.
1952  *
1953  * We don't bother with reference counting the mempolicy [mpol_get/put]
1954  * because the current task is examining it's own mempolicy and a task's
1955  * mempolicy is only ever changed by the task itself.
1956  *
1957  * N.B., it is the caller's responsibility to free a returned nodemask.
1958  */
1959 bool init_nodemask_of_mempolicy(nodemask_t *mask)
1960 {
1961         struct mempolicy *mempolicy;
1962         int nid;
1963
1964         if (!(mask && current->mempolicy))
1965                 return false;
1966
1967         task_lock(current);
1968         mempolicy = current->mempolicy;
1969         switch (mempolicy->mode) {
1970         case MPOL_PREFERRED:
1971                 if (mempolicy->flags & MPOL_F_LOCAL)
1972                         nid = numa_node_id();
1973                 else
1974                         nid = mempolicy->v.preferred_node;
1975                 init_nodemask_of_node(mask, nid);
1976                 break;
1977
1978         case MPOL_BIND:
1979                 /* Fall through */
1980         case MPOL_INTERLEAVE:
1981                 *mask =  mempolicy->v.nodes;
1982                 break;
1983
1984         default:
1985                 BUG();
1986         }
1987         task_unlock(current);
1988
1989         return true;
1990 }
1991 #endif
1992
1993 /*
1994  * mempolicy_nodemask_intersects
1995  *
1996  * If tsk's mempolicy is "default" [NULL], return 'true' to indicate default
1997  * policy.  Otherwise, check for intersection between mask and the policy
1998  * nodemask for 'bind' or 'interleave' policy.  For 'perferred' or 'local'
1999  * policy, always return true since it may allocate elsewhere on fallback.
2000  *
2001  * Takes task_lock(tsk) to prevent freeing of its mempolicy.
2002  */
2003 bool mempolicy_nodemask_intersects(struct task_struct *tsk,
2004                                         const nodemask_t *mask)
2005 {
2006         struct mempolicy *mempolicy;
2007         bool ret = true;
2008
2009         if (!mask)
2010                 return ret;
2011         task_lock(tsk);
2012         mempolicy = tsk->mempolicy;
2013         if (!mempolicy)
2014                 goto out;
2015
2016         switch (mempolicy->mode) {
2017         case MPOL_PREFERRED:
2018                 /*
2019                  * MPOL_PREFERRED and MPOL_F_LOCAL are only preferred nodes to
2020                  * allocate from, they may fallback to other nodes when oom.
2021                  * Thus, it's possible for tsk to have allocated memory from
2022                  * nodes in mask.
2023                  */
2024                 break;
2025         case MPOL_BIND:
2026         case MPOL_INTERLEAVE:
2027                 ret = nodes_intersects(mempolicy->v.nodes, *mask);
2028                 break;
2029         default:
2030                 BUG();
2031         }
2032 out:
2033         task_unlock(tsk);
2034         return ret;
2035 }
2036
2037 /* Allocate a page in interleaved policy.
2038    Own path because it needs to do special accounting. */
2039 static struct page *alloc_page_interleave(gfp_t gfp, unsigned order,
2040                                         unsigned nid)
2041 {
2042         struct page *page;
2043
2044         page = __alloc_pages(gfp, order, nid);
2045         /* skip NUMA_INTERLEAVE_HIT counter update if numa stats is disabled */
2046         if (!static_branch_likely(&vm_numa_stat_key))
2047                 return page;
2048         if (page && page_to_nid(page) == nid) {
2049                 preempt_disable();
2050                 __inc_numa_state(page_zone(page), NUMA_INTERLEAVE_HIT);
2051                 preempt_enable();
2052         }
2053         return page;
2054 }
2055
2056 /**
2057  *      alloc_pages_vma - Allocate a page for a VMA.
2058  *
2059  *      @gfp:
2060  *      %GFP_USER    user allocation.
2061  *      %GFP_KERNEL  kernel allocations,
2062  *      %GFP_HIGHMEM highmem/user allocations,
2063  *      %GFP_FS      allocation should not call back into a file system.
2064  *      %GFP_ATOMIC  don't sleep.
2065  *
2066  *      @order:Order of the GFP allocation.
2067  *      @vma:  Pointer to VMA or NULL if not available.
2068  *      @addr: Virtual Address of the allocation. Must be inside the VMA.
2069  *      @node: Which node to prefer for allocation (modulo policy).
2070  *      @hugepage: for hugepages try only the preferred node if possible
2071  *
2072  *      This function allocates a page from the kernel page pool and applies
2073  *      a NUMA policy associated with the VMA or the current process.
2074  *      When VMA is not NULL caller must hold down_read on the mmap_sem of the
2075  *      mm_struct of the VMA to prevent it from going away. Should be used for
2076  *      all allocations for pages that will be mapped into user space. Returns
2077  *      NULL when no page can be allocated.
2078  */
2079 struct page *
2080 alloc_pages_vma(gfp_t gfp, int order, struct vm_area_struct *vma,
2081                 unsigned long addr, int node, bool hugepage)
2082 {
2083         struct mempolicy *pol;
2084         struct page *page;
2085         int preferred_nid;
2086         nodemask_t *nmask;
2087
2088         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2089
2090         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
2091                 unsigned nid;
2092
2093                 nid = interleave_nid(pol, vma, addr, PAGE_SHIFT + order);
2094                 mpol_cond_put(pol);
2095                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, nid);
2096                 goto out;
2097         }
2098
2099         if (unlikely(IS_ENABLED(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) && hugepage)) {
2100                 int hpage_node = node;
2101
2102                 /*
2103                  * For hugepage allocation and non-interleave policy which
2104                  * allows the current node (or other explicitly preferred
2105                  * node) we only try to allocate from the current/preferred
2106                  * node and don't fall back to other nodes, as the cost of
2107                  * remote accesses would likely offset THP benefits.
2108                  *
2109                  * If the policy is interleave, or does not allow the current
2110                  * node in its nodemask, we allocate the standard way.
2111                  */
2112                 if (pol->mode == MPOL_PREFERRED &&
2113                                                 !(pol->flags & MPOL_F_LOCAL))
2114                         hpage_node = pol->v.preferred_node;
2115
2116                 nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2117                 if (!nmask || node_isset(hpage_node, *nmask)) {
2118                         mpol_cond_put(pol);
2119                         /*
2120                          * We cannot invoke reclaim if __GFP_THISNODE
2121                          * is set. Invoking reclaim with
2122                          * __GFP_THISNODE set, would cause THP
2123                          * allocations to trigger heavy swapping
2124                          * despite there may be tons of free memory
2125                          * (including potentially plenty of THP
2126                          * already available in the buddy) on all the
2127                          * other NUMA nodes.
2128                          *
2129                          * At most we could invoke compaction when
2130                          * __GFP_THISNODE is set (but we would need to
2131                          * refrain from invoking reclaim even if
2132                          * compaction returned COMPACT_SKIPPED because
2133                          * there wasn't not enough memory to succeed
2134                          * compaction). For now just avoid
2135                          * __GFP_THISNODE instead of limiting the
2136                          * allocation path to a strict and single
2137                          * compaction invocation.
2138                          *
2139                          * Supposedly if direct reclaim was enabled by
2140                          * the caller, the app prefers THP regardless
2141                          * of the node it comes from so this would be
2142                          * more desiderable behavior than only
2143                          * providing THP originated from the local
2144                          * node in such case.
2145                          */
2146                         if (!(gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM))
2147                                 gfp |= __GFP_THISNODE;
2148                         page = __alloc_pages_node(hpage_node, gfp, order);
2149                         goto out;
2150                 }
2151         }
2152
2153         nmask = policy_nodemask(gfp, pol);
2154         preferred_nid = policy_node(gfp, pol, node);
2155         page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order, preferred_nid, nmask);
2156         mpol_cond_put(pol);
2157 out:
2158         return page;
2159 }
2160
2161 /**
2162  *      alloc_pages_current - Allocate pages.
2163  *
2164  *      @gfp:
2165  *              %GFP_USER   user allocation,
2166  *              %GFP_KERNEL kernel allocation,
2167  *              %GFP_HIGHMEM highmem allocation,
2168  *              %GFP_FS     don't call back into a file system.
2169  *              %GFP_ATOMIC don't sleep.
2170  *      @order: Power of two of allocation size in pages. 0 is a single page.
2171  *
2172  *      Allocate a page from the kernel page pool.  When not in
2173  *      interrupt context and apply the current process NUMA policy.
2174  *      Returns NULL when no page can be allocated.
2175  */
2176 struct page *alloc_pages_current(gfp_t gfp, unsigned order)
2177 {
2178         struct mempolicy *pol = &default_policy;
2179         struct page *page;
2180
2181         if (!in_interrupt() && !(gfp & __GFP_THISNODE))
2182                 pol = get_task_policy(current);
2183
2184         /*
2185          * No reference counting needed for current->mempolicy
2186          * nor system default_policy
2187          */
2188         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
2189                 page = alloc_page_interleave(gfp, order, interleave_nodes(pol));
2190         else
2191                 page = __alloc_pages_nodemask(gfp, order,
2192                                 policy_node(gfp, pol, numa_node_id()),
2193                                 policy_nodemask(gfp, pol));
2194
2195         return page;
2196 }
2197 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_current);
2198
2199 int vma_dup_policy(struct vm_area_struct *src, struct vm_area_struct *dst)
2200 {
2201         struct mempolicy *pol = mpol_dup(vma_policy(src));
2202
2203         if (IS_ERR(pol))
2204                 return PTR_ERR(pol);
2205         dst->vm_policy = pol;
2206         return 0;
2207 }
2208
2209 /*
2210  * If mpol_dup() sees current->cpuset == cpuset_being_rebound, then it
2211  * rebinds the mempolicy its copying by calling mpol_rebind_policy()
2212  * with the mems_allowed returned by cpuset_mems_allowed().  This
2213  * keeps mempolicies cpuset relative after its cpuset moves.  See
2214  * further kernel/cpuset.c update_nodemask().
2215  *
2216  * current's mempolicy may be rebinded by the other task(the task that changes
2217  * cpuset's mems), so we needn't do rebind work for current task.
2218  */
2219
2220 /* Slow path of a mempolicy duplicate */
2221 struct mempolicy *__mpol_dup(struct mempolicy *old)
2222 {
2223         struct mempolicy *new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2224
2225         if (!new)
2226                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2227
2228         /* task's mempolicy is protected by alloc_lock */
2229         if (old == current->mempolicy) {
2230                 task_lock(current);
2231                 *new = *old;
2232                 task_unlock(current);
2233         } else
2234                 *new = *old;
2235
2236         if (current_cpuset_is_being_rebound()) {
2237                 nodemask_t mems = cpuset_mems_allowed(current);
2238                 mpol_rebind_policy(new, &mems);
2239         }
2240         atomic_set(&new->refcnt, 1);
2241         return new;
2242 }
2243
2244 /* Slow path of a mempolicy comparison */
2245 bool __mpol_equal(struct mempolicy *a, struct mempolicy *b)
2246 {
2247         if (!a || !b)
2248                 return false;
2249         if (a->mode != b->mode)
2250                 return false;
2251         if (a->flags != b->flags)
2252                 return false;
2253         if (mpol_store_user_nodemask(a))
2254                 if (!nodes_equal(a->w.user_nodemask, b->w.user_nodemask))
2255                         return false;
2256
2257         switch (a->mode) {
2258         case MPOL_BIND:
2259                 /* Fall through */
2260         case MPOL_INTERLEAVE:
2261                 return !!nodes_equal(a->v.nodes, b->v.nodes);
2262         case MPOL_PREFERRED:
2263                 /* a's ->flags is the same as b's */
2264                 if (a->flags & MPOL_F_LOCAL)
2265                         return true;
2266                 return a->v.preferred_node == b->v.preferred_node;
2267         default:
2268                 BUG();
2269                 return false;
2270         }
2271 }
2272
2273 /*
2274  * Shared memory backing store policy support.
2275  *
2276  * Remember policies even when nobody has shared memory mapped.
2277  * The policies are kept in Red-Black tree linked from the inode.
2278  * They are protected by the sp->lock rwlock, which should be held
2279  * for any accesses to the tree.
2280  */
2281
2282 /*
2283  * lookup first element intersecting start-end.  Caller holds sp->lock for
2284  * reading or for writing
2285  */
2286 static struct sp_node *
2287 sp_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long start, unsigned long end)
2288 {
2289         struct rb_node *n = sp->root.rb_node;
2290
2291         while (n) {
2292                 struct sp_node *p = rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2293
2294                 if (start >= p->end)
2295                         n = n->rb_right;
2296                 else if (end <= p->start)
2297                         n = n->rb_left;
2298                 else
2299                         break;
2300         }
2301         if (!n)
2302                 return NULL;
2303         for (;;) {
2304                 struct sp_node *w = NULL;
2305                 struct rb_node *prev = rb_prev(n);
2306                 if (!prev)
2307                         break;
2308                 w = rb_entry(prev, struct sp_node, nd);
2309                 if (w->end <= start)
2310                         break;
2311                 n = prev;
2312         }
2313         return rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2314 }
2315
2316 /*
2317  * Insert a new shared policy into the list.  Caller holds sp->lock for
2318  * writing.
2319  */
2320 static void sp_insert(struct shared_policy *sp, struct sp_node *new)
2321 {
2322         struct rb_node **p = &sp->root.rb_node;
2323         struct rb_node *parent = NULL;
2324         struct sp_node *nd;
2325
2326         while (*p) {
2327                 parent = *p;
2328                 nd = rb_entry(parent, struct sp_node, nd);
2329                 if (new->start < nd->start)
2330                         p = &(*p)->rb_left;
2331                 else if (new->end > nd->end)
2332                         p = &(*p)->rb_right;
2333                 else
2334                         BUG();
2335         }
2336         rb_link_node(&new->nd, parent, p);
2337         rb_insert_color(&new->nd, &sp->root);
2338         pr_debug("inserting %lx-%lx: %d\n", new->start, new->end,
2339                  new->policy ? new->policy->mode : 0);
2340 }
2341
2342 /* Find shared policy intersecting idx */
2343 struct mempolicy *
2344 mpol_shared_policy_lookup(struct shared_policy *sp, unsigned long idx)
2345 {
2346         struct mempolicy *pol = NULL;
2347         struct sp_node *sn;
2348
2349         if (!sp->root.rb_node)
2350                 return NULL;
2351         read_lock(&sp->lock);
2352         sn = sp_lookup(sp, idx, idx+1);
2353         if (sn) {
2354                 mpol_get(sn->policy);
2355                 pol = sn->policy;
2356         }
2357         read_unlock(&sp->lock);
2358         return pol;
2359 }
2360
2361 static void sp_free(struct sp_node *n)
2362 {
2363         mpol_put(n->policy);
2364         kmem_cache_free(sn_cache, n);
2365 }
2366
2367 /**
2368  * mpol_misplaced - check whether current page node is valid in policy
2369  *
2370  * @page: page to be checked
2371  * @vma: vm area where page mapped
2372  * @addr: virtual address where page mapped
2373  *
2374  * Lookup current policy node id for vma,addr and "compare to" page's
2375  * node id.
2376  *
2377  * Returns:
2378  *      -1      - not misplaced, page is in the right node
2379  *      node    - node id where the page should be
2380  *
2381  * Policy determination "mimics" alloc_page_vma().
2382  * Called from fault path where we know the vma and faulting address.
2383  */
2384 int mpol_misplaced(struct page *page, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
2385 {
2386         struct mempolicy *pol;
2387         struct zoneref *z;
2388         int curnid = page_to_nid(page);
2389         unsigned long pgoff;
2390         int thiscpu = raw_smp_processor_id();
2391         int thisnid = cpu_to_node(thiscpu);
2392         int polnid = -1;
2393         int ret = -1;
2394
2395         pol = get_vma_policy(vma, addr);
2396         if (!(pol->flags & MPOL_F_MOF))
2397                 goto out;
2398
2399         switch (pol->mode) {
2400         case MPOL_INTERLEAVE:
2401                 pgoff = vma->vm_pgoff;
2402                 pgoff += (addr - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
2403                 polnid = offset_il_node(pol, pgoff);
2404                 break;
2405
2406         case MPOL_PREFERRED:
2407                 if (pol->flags & MPOL_F_LOCAL)
2408                         polnid = numa_node_id();
2409                 else
2410                         polnid = pol->v.preferred_node;
2411                 break;
2412
2413         case MPOL_BIND:
2414
2415                 /*
2416                  * allows binding to multiple nodes.
2417                  * use current page if in policy nodemask,
2418                  * else select nearest allowed node, if any.
2419                  * If no allowed nodes, use current [!misplaced].
2420                  */
2421                 if (node_isset(curnid, pol->v.nodes))
2422                         goto out;
2423                 z = first_zones_zonelist(
2424                                 node_zonelist(numa_node_id(), GFP_HIGHUSER),
2425                                 gfp_zone(GFP_HIGHUSER),
2426                                 &pol->v.nodes);
2427                 polnid = zone_to_nid(z->zone);
2428                 break;
2429
2430         default:
2431                 BUG();
2432         }
2433
2434         /* Migrate the page towards the node whose CPU is referencing it */
2435         if (pol->flags & MPOL_F_MORON) {
2436                 polnid = thisnid;
2437
2438                 if (!should_numa_migrate_memory(current, page, curnid, thiscpu))
2439                         goto out;
2440         }
2441
2442         if (curnid != polnid)
2443                 ret = polnid;
2444 out:
2445         mpol_cond_put(pol);
2446
2447         return ret;
2448 }
2449
2450 /*
2451  * Drop the (possibly final) reference to task->mempolicy.  It needs to be
2452  * dropped after task->mempolicy is set to NULL so that any allocation done as
2453  * part of its kmem_cache_free(), such as by KASAN, doesn't reference a freed
2454  * policy.
2455  */
2456 void mpol_put_task_policy(struct task_struct *task)
2457 {
2458         struct mempolicy *pol;
2459
2460         task_lock(task);
2461         pol = task->mempolicy;
2462         task->mempolicy = NULL;
2463         task_unlock(task);
2464         mpol_put(pol);
2465 }
2466
2467 static void sp_delete(struct shared_policy *sp, struct sp_node *n)
2468 {
2469         pr_debug("deleting %lx-l%lx\n", n->start, n->end);
2470         rb_erase(&n->nd, &sp->root);
2471         sp_free(n);
2472 }
2473
2474 static void sp_node_init(struct sp_node *node, unsigned long start,
2475                         unsigned long end, struct mempolicy *pol)
2476 {
2477         node->start = start;
2478         node->end = end;
2479         node->policy = pol;
2480 }
2481
2482 static struct sp_node *sp_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
2483                                 struct mempolicy *pol)
2484 {
2485         struct sp_node *n;
2486         struct mempolicy *newpol;
2487
2488         n = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2489         if (!n)
2490                 return NULL;
2491
2492         newpol = mpol_dup(pol);
2493         if (IS_ERR(newpol)) {
2494                 kmem_cache_free(sn_cache, n);
2495                 return NULL;
2496         }
2497         newpol->flags |= MPOL_F_SHARED;
2498         sp_node_init(n, start, end, newpol);
2499
2500         return n;
2501 }
2502
2503 /* Replace a policy range. */
2504 static int shared_policy_replace(struct shared_policy *sp, unsigned long start,
2505                                  unsigned long end, struct sp_node *new)
2506 {
2507         struct sp_node *n;
2508         struct sp_node *n_new = NULL;
2509         struct mempolicy *mpol_new = NULL;
2510         int ret = 0;
2511
2512 restart:
2513         write_lock(&sp->lock);
2514         n = sp_lookup(sp, start, end);
2515         /* Take care of old policies in the same range. */
2516         while (n && n->start < end) {
2517                 struct rb_node *next = rb_next(&n->nd);
2518                 if (n->start >= start) {
2519                         if (n->end <= end)
2520                                 sp_delete(sp, n);
2521                         else
2522                                 n->start = end;
2523                 } else {
2524                         /* Old policy spanning whole new range. */
2525                         if (n->end > end) {
2526                                 if (!n_new)
2527                                         goto alloc_new;
2528
2529                                 *mpol_new = *n->policy;
2530                                 atomic_set(&mpol_new->refcnt, 1);
2531                                 sp_node_init(n_new, end, n->end, mpol_new);
2532                                 n->end = start;
2533                                 sp_insert(sp, n_new);
2534                                 n_new = NULL;
2535                                 mpol_new = NULL;
2536                                 break;
2537                         } else
2538                                 n->end = start;
2539                 }
2540                 if (!next)
2541                         break;
2542                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2543         }
2544         if (new)
2545                 sp_insert(sp, new);
2546         write_unlock(&sp->lock);
2547         ret = 0;
2548
2549 err_out:
2550         if (mpol_new)
2551                 mpol_put(mpol_new);
2552         if (n_new)
2553                 kmem_cache_free(sn_cache, n_new);
2554
2555         return ret;
2556
2557 alloc_new:
2558         write_unlock(&sp->lock);
2559         ret = -ENOMEM;
2560         n_new = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2561         if (!n_new)
2562                 goto err_out;
2563         mpol_new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2564         if (!mpol_new)
2565                 goto err_out;
2566         atomic_set(&mpol_new->refcnt, 1);
2567         goto restart;
2568 }
2569
2570 /**
2571  * mpol_shared_policy_init - initialize shared policy for inode
2572  * @sp: pointer to inode shared policy
2573  * @mpol:  struct mempolicy to install
2574  *
2575  * Install non-NULL @mpol in inode's shared policy rb-tree.
2576  * On entry, the current task has a reference on a non-NULL @mpol.
2577  * This must be released on exit.
2578  * This is called at get_inode() calls and we can use GFP_KERNEL.
2579  */
2580 void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *sp, struct mempolicy *mpol)
2581 {
2582         int ret;
2583
2584         sp->root = RB_ROOT;             /* empty tree == default mempolicy */
2585         rwlock_init(&sp->lock);
2586
2587         if (mpol) {
2588                 struct vm_area_struct pvma;
2589                 struct mempolicy *new;
2590                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2591
2592                 if (!scratch)
2593                         goto put_mpol;
2594                 /* contextualize the tmpfs mount point mempolicy */
2595                 new = mpol_new(mpol->mode, mpol->flags, &mpol->w.user_nodemask);
2596                 if (IS_ERR(new))
2597                         goto free_scratch; /* no valid nodemask intersection */
2598
2599                 task_lock(current);
2600                 ret = mpol_set_nodemask(new, &mpol->w.user_nodemask, scratch);
2601                 task_unlock(current);
2602                 if (ret)
2603                         goto put_new;
2604
2605                 /* Create pseudo-vma that contains just the policy */
2606                 vma_init(&pvma, NULL);
2607                 pvma.vm_end = TASK_SIZE;        /* policy covers entire file */
2608                 mpol_set_shared_policy(sp, &pvma, new); /* adds ref */
2609
2610 put_new:
2611                 mpol_put(new);                  /* drop initial ref */
2612 free_scratch:
2613                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
2614 put_mpol:
2615                 mpol_put(mpol); /* drop our incoming ref on sb mpol */
2616         }
2617 }
2618
2619 int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *info,
2620                         struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *npol)
2621 {
2622         int err;
2623         struct sp_node *new = NULL;
2624         unsigned long sz = vma_pages(vma);
2625
2626         pr_debug("set_shared_policy %lx sz %lu %d %d %lx\n",
2627                  vma->vm_pgoff,
2628                  sz, npol ? npol->mode : -1,
2629                  npol ? npol->flags : -1,
2630                  npol ? nodes_addr(npol->v.nodes)[0] : NUMA_NO_NODE);
2631
2632         if (npol) {
2633                 new = sp_alloc(vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, npol);
2634                 if (!new)
2635                         return -ENOMEM;
2636         }
2637         err = shared_policy_replace(info, vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff+sz, new);
2638         if (err && new)
2639                 sp_free(new);
2640         return err;
2641 }
2642
2643 /* Free a backing policy store on inode delete. */
2644 void mpol_free_shared_policy(struct shared_policy *p)
2645 {
2646         struct sp_node *n;
2647         struct rb_node *next;
2648
2649         if (!p->root.rb_node)
2650                 return;
2651         write_lock(&p->lock);
2652         next = rb_first(&p->root);
2653         while (next) {
2654                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2655                 next = rb_next(&n->nd);
2656                 sp_delete(p, n);
2657         }
2658         write_unlock(&p->lock);
2659 }
2660
2661 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2662 static int __initdata numabalancing_override;
2663
2664 static void __init check_numabalancing_enable(void)
2665 {
2666         bool numabalancing_default = false;
2667
2668         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA_BALANCING_DEFAULT_ENABLED))
2669                 numabalancing_default = true;
2670
2671         /* Parsed by setup_numabalancing. override == 1 enables, -1 disables */
2672         if (numabalancing_override)
2673                 set_numabalancing_state(numabalancing_override == 1);
2674
2675         if (num_online_nodes() > 1 && !numabalancing_override) {
2676                 pr_info("%s automatic NUMA balancing. Configure with numa_balancing= or the kernel.numa_balancing sysctl\n",
2677                         numabalancing_default ? "Enabling" : "Disabling");
2678                 set_numabalancing_state(numabalancing_default);
2679         }
2680 }
2681
2682 static int __init setup_numabalancing(char *str)
2683 {
2684         int ret = 0;
2685         if (!str)
2686                 goto out;
2687
2688         if (!strcmp(str, "enable")) {
2689                 numabalancing_override = 1;
2690                 ret = 1;
2691         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2692                 numabalancing_override = -1;
2693                 ret = 1;
2694         }
2695 out:
2696         if (!ret)
2697                 pr_warn("Unable to parse numa_balancing=\n");
2698
2699         return ret;
2700 }
2701 __setup("numa_balancing=", setup_numabalancing);
2702 #else
2703 static inline void __init check_numabalancing_enable(void)
2704 {
2705 }
2706 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2707
2708 /* assumes fs == KERNEL_DS */
2709 void __init numa_policy_init(void)
2710 {
2711         nodemask_t interleave_nodes;
2712         unsigned long largest = 0;
2713         int nid, prefer = 0;
2714
2715         policy_cache = kmem_cache_create("numa_policy",
2716                                          sizeof(struct mempolicy),
2717                                          0, SLAB_PANIC, NULL);
2718
2719         sn_cache = kmem_cache_create("shared_policy_node",
2720                                      sizeof(struct sp_node),
2721                                      0, SLAB_PANIC, NULL);
2722
2723         for_each_node(nid) {
2724                 preferred_node_policy[nid] = (struct mempolicy) {
2725                         .refcnt = ATOMIC_INIT(1),
2726                         .mode = MPOL_PREFERRED,
2727                         .flags = MPOL_F_MOF | MPOL_F_MORON,
2728                         .v = { .preferred_node = nid, },
2729                 };
2730         }
2731
2732         /*
2733          * Set interleaving policy for system init. Interleaving is only
2734          * enabled across suitably sized nodes (default is >= 16MB), or
2735          * fall back to the largest node if they're all smaller.
2736          */
2737         nodes_clear(interleave_nodes);
2738         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
2739                 unsigned long total_pages = node_present_pages(nid);
2740
2741                 /* Preserve the largest node */
2742                 if (largest < total_pages) {
2743                         largest = total_pages;
2744                         prefer = nid;
2745                 }
2746
2747                 /* Interleave this node? */
2748                 if ((total_pages << PAGE_SHIFT) >= (16 << 20))
2749                         node_set(nid, interleave_nodes);
2750         }
2751
2752         /* All too small, use the largest */
2753         if (unlikely(nodes_empty(interleave_nodes)))
2754                 node_set(prefer, interleave_nodes);
2755
2756         if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, 0, &interleave_nodes))
2757                 pr_err("%s: interleaving failed\n", __func__);
2758
2759         check_numabalancing_enable();
2760 }
2761
2762 /* Reset policy of current process to default */
2763 void numa_default_policy(void)
2764 {
2765         do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, 0, NULL);
2766 }
2767
2768 /*
2769  * Parse and format mempolicy from/to strings
2770  */
2771
2772 /*
2773  * "local" is implemented internally by MPOL_PREFERRED with MPOL_F_LOCAL flag.
2774  */
2775 static const char * const policy_modes[] =
2776 {
2777         [MPOL_DEFAULT]    = "default",
2778         [MPOL_PREFERRED]  = "prefer",
2779         [MPOL_BIND]       = "bind",
2780         [MPOL_INTERLEAVE] = "interleave",
2781         [MPOL_LOCAL]      = "local",
2782 };
2783
2784
2785 #ifdef CONFIG_TMPFS
2786 /**
2787  * mpol_parse_str - parse string to mempolicy, for tmpfs mpol mount option.
2788  * @str:  string containing mempolicy to parse
2789  * @mpol:  pointer to struct mempolicy pointer, returned on success.
2790  *
2791  * Format of input:
2792  *      <mode>[=<flags>][:<nodelist>]
2793  *
2794  * On success, returns 0, else 1
2795  */
2796 int mpol_parse_str(char *str, struct mempolicy **mpol)
2797 {
2798         struct mempolicy *new = NULL;
2799         unsigned short mode;
2800         unsigned short mode_flags;
2801         nodemask_t nodes;
2802         char *nodelist = strchr(str, ':');
2803         char *flags = strchr(str, '=');
2804         int err = 1;
2805
2806         if (flags)
2807                 *flags++ = '\0';        /* terminate mode string */
2808
2809         if (nodelist) {
2810                 /* NUL-terminate mode or flags string */
2811                 *nodelist++ = '\0';
2812                 if (nodelist_parse(nodelist, nodes))
2813                         goto out;
2814                 if (!nodes_subset(nodes, node_states[N_MEMORY]))
2815                         goto out;
2816         } else
2817                 nodes_clear(nodes);
2818
2819         for (mode = 0; mode < MPOL_MAX; mode++) {
2820                 if (!strcmp(str, policy_modes[mode])) {
2821                         break;
2822                 }
2823         }
2824         if (mode >= MPOL_MAX)
2825                 goto out;
2826
2827         switch (mode) {
2828         case MPOL_PREFERRED:
2829                 /*
2830                  * Insist on a nodelist of one node only, although later
2831                  * we use first_node(nodes) to grab a single node, so here
2832                  * nodelist (or nodes) cannot be empty.
2833                  */
2834                 if (nodelist) {
2835                         char *rest = nodelist;
2836                         while (isdigit(*rest))
2837                                 rest++;
2838                         if (*rest)
2839                                 goto out;
2840                         if (nodes_empty(nodes))
2841                                 goto out;
2842                 }
2843                 break;
2844         case MPOL_INTERLEAVE:
2845                 /*
2846                  * Default to online nodes with memory if no nodelist
2847                  */
2848                 if (!nodelist)
2849                         nodes = node_states[N_MEMORY];
2850                 break;
2851         case MPOL_LOCAL:
2852                 /*
2853                  * Don't allow a nodelist;  mpol_new() checks flags
2854                  */
2855                 if (nodelist)
2856                         goto out;
2857                 mode = MPOL_PREFERRED;
2858                 break;
2859         case MPOL_DEFAULT:
2860                 /*
2861                  * Insist on a empty nodelist
2862                  */
2863                 if (!nodelist)
2864                         err = 0;
2865                 goto out;
2866         case MPOL_BIND:
2867                 /*
2868                  * Insist on a nodelist
2869                  */
2870                 if (!nodelist)
2871                         goto out;
2872         }
2873
2874         mode_flags = 0;
2875         if (flags) {
2876                 /*
2877                  * Currently, we only support two mutually exclusive
2878                  * mode flags.
2879                  */
2880                 if (!strcmp(flags, "static"))
2881                         mode_flags |= MPOL_F_STATIC_NODES;
2882                 else if (!strcmp(flags, "relative"))
2883                         mode_flags |= MPOL_F_RELATIVE_NODES;
2884                 else
2885                         goto out;
2886         }
2887
2888         new = mpol_new(mode, mode_flags, &nodes);
2889         if (IS_ERR(new))
2890                 goto out;
2891
2892         /*
2893          * Save nodes for mpol_to_str() to show the tmpfs mount options
2894          * for /proc/mounts, /proc/pid/mounts and /proc/pid/mountinfo.
2895          */
2896         if (mode != MPOL_PREFERRED)
2897                 new->v.nodes = nodes;
2898         else if (nodelist)
2899                 new->v.preferred_node = first_node(nodes);
2900         else
2901                 new->flags |= MPOL_F_LOCAL;
2902
2903         /*
2904          * Save nodes for contextualization: this will be used to "clone"
2905          * the mempolicy in a specific context [cpuset] at a later time.
2906          */
2907         new->w.user_nodemask = nodes;
2908
2909         err = 0;
2910
2911 out:
2912         /* Restore string for error message */
2913         if (nodelist)
2914                 *--nodelist = ':';
2915         if (flags)
2916                 *--flags = '=';
2917         if (!err)
2918                 *mpol = new;
2919         return err;
2920 }
2921 #endif /* CONFIG_TMPFS */
2922
2923 /**
2924  * mpol_to_str - format a mempolicy structure for printing
2925  * @buffer:  to contain formatted mempolicy string
2926  * @maxlen:  length of @buffer
2927  * @pol:  pointer to mempolicy to be formatted
2928  *
2929  * Convert @pol into a string.  If @buffer is too short, truncate the string.
2930  * Recommend a @maxlen of at least 32 for the longest mode, "interleave", the
2931  * longest flag, "relative", and to display at least a few node ids.
2932  */
2933 void mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol)
2934 {
2935         char *p = buffer;
2936         nodemask_t nodes = NODE_MASK_NONE;
2937         unsigned short mode = MPOL_DEFAULT;
2938         unsigned short flags = 0;
2939
2940         if (pol && pol != &default_policy && !(pol->flags & MPOL_F_MORON)) {
2941                 mode = pol->mode;
2942                 flags = pol->flags;
2943         }
2944
2945         switch (mode) {
2946         case MPOL_DEFAULT:
2947                 break;
2948         case MPOL_PREFERRED:
2949                 if (flags & MPOL_F_LOCAL)
2950                         mode = MPOL_LOCAL;
2951                 else
2952                         node_set(pol->v.preferred_node, nodes);
2953                 break;
2954         case MPOL_BIND:
2955         case MPOL_INTERLEAVE:
2956                 nodes = pol->v.nodes;
2957                 break;
2958         default:
2959                 WARN_ON_ONCE(1);
2960                 snprintf(p, maxlen, "unknown");
2961                 return;
2962         }
2963
2964         p += snprintf(p, maxlen, "%s", policy_modes[mode]);
2965
2966         if (flags & MPOL_MODE_FLAGS) {
2967                 p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "=");
2968
2969                 /*
2970                  * Currently, the only defined flags are mutually exclusive
2971                  */
2972                 if (flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
2973                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "static");
2974                 else if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
2975                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "relative");
2976         }
2977
2978         if (!nodes_empty(nodes))
2979                 p += scnprintf(p, buffer + maxlen - p, ":%*pbl",
2980                                nodemask_pr_args(&nodes));
2981 }