]> Git Repo - J-linux.git/blob - mm/mempolicy.c
Merge tag 'vfs-6.13-rc7.fixes' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/vfs/vfs
[J-linux.git] / mm / mempolicy.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  * Simple NUMA memory policy for the Linux kernel.
4  *
5  * Copyright 2003,2004 Andi Kleen, SuSE Labs.
6  * (C) Copyright 2005 Christoph Lameter, Silicon Graphics, Inc.
7  *
8  * NUMA policy allows the user to give hints in which node(s) memory should
9  * be allocated.
10  *
11  * Support six 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  * weighted interleave
23  *                Allocate memory interleaved over a set of nodes based on
24  *                a set of weights (per-node), with normal fallback if it
25  *                fails.  Otherwise operates the same as interleave.
26  *                Example: nodeset(0,1) & weights (2,1) - 2 pages allocated
27  *                on node 0 for every 1 page allocated on node 1.
28  *
29  * bind           Only allocate memory on a specific set of nodes,
30  *                no fallback.
31  *                FIXME: memory is allocated starting with the first node
32  *                to the last. It would be better if bind would truly restrict
33  *                the allocation to memory nodes instead
34  *
35  * preferred      Try a specific node first before normal fallback.
36  *                As a special case NUMA_NO_NODE here means do the allocation
37  *                on the local CPU. This is normally identical to default,
38  *                but useful to set in a VMA when you have a non default
39  *                process policy.
40  *
41  * preferred many Try a set of nodes first before normal fallback. This is
42  *                similar to preferred without the special case.
43  *
44  * default        Allocate on the local node first, or when on a VMA
45  *                use the process policy. This is what Linux always did
46  *                in a NUMA aware kernel and still does by, ahem, default.
47  *
48  * The process policy is applied for most non interrupt memory allocations
49  * in that process' context. Interrupts ignore the policies and always
50  * try to allocate on the local CPU. The VMA policy is only applied for memory
51  * allocations for a VMA in the VM.
52  *
53  * Currently there are a few corner cases in swapping where the policy
54  * is not applied, but the majority should be handled. When process policy
55  * is used it is not remembered over swap outs/swap ins.
56  *
57  * Only the highest zone in the zone hierarchy gets policied. Allocations
58  * requesting a lower zone just use default policy. This implies that
59  * on systems with highmem kernel lowmem allocation don't get policied.
60  * Same with GFP_DMA allocations.
61  *
62  * For shmem/tmpfs shared memory the policy is shared between
63  * all users and remembered even when nobody has memory mapped.
64  */
65
66 /* Notebook:
67    fix mmap readahead to honour policy and enable policy for any page cache
68    object
69    statistics for bigpages
70    global policy for page cache? currently it uses process policy. Requires
71    first item above.
72    handle mremap for shared memory (currently ignored for the policy)
73    grows down?
74    make bind policy root only? It can trigger oom much faster and the
75    kernel is not always grateful with that.
76 */
77
78 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
79
80 #include <linux/mempolicy.h>
81 #include <linux/pagewalk.h>
82 #include <linux/highmem.h>
83 #include <linux/hugetlb.h>
84 #include <linux/kernel.h>
85 #include <linux/sched.h>
86 #include <linux/sched/mm.h>
87 #include <linux/sched/numa_balancing.h>
88 #include <linux/sched/task.h>
89 #include <linux/nodemask.h>
90 #include <linux/cpuset.h>
91 #include <linux/slab.h>
92 #include <linux/string.h>
93 #include <linux/export.h>
94 #include <linux/nsproxy.h>
95 #include <linux/interrupt.h>
96 #include <linux/init.h>
97 #include <linux/compat.h>
98 #include <linux/ptrace.h>
99 #include <linux/swap.h>
100 #include <linux/seq_file.h>
101 #include <linux/proc_fs.h>
102 #include <linux/migrate.h>
103 #include <linux/ksm.h>
104 #include <linux/rmap.h>
105 #include <linux/security.h>
106 #include <linux/syscalls.h>
107 #include <linux/ctype.h>
108 #include <linux/mm_inline.h>
109 #include <linux/mmu_notifier.h>
110 #include <linux/printk.h>
111 #include <linux/swapops.h>
112
113 #include <asm/tlbflush.h>
114 #include <asm/tlb.h>
115 #include <linux/uaccess.h>
116
117 #include "internal.h"
118
119 /* Internal flags */
120 #define MPOL_MF_DISCONTIG_OK (MPOL_MF_INTERNAL << 0)    /* Skip checks for continuous vmas */
121 #define MPOL_MF_INVERT       (MPOL_MF_INTERNAL << 1)    /* Invert check for nodemask */
122 #define MPOL_MF_WRLOCK       (MPOL_MF_INTERNAL << 2)    /* Write-lock walked vmas */
123
124 static struct kmem_cache *policy_cache;
125 static struct kmem_cache *sn_cache;
126
127 /* Highest zone. An specific allocation for a zone below that is not
128    policied. */
129 enum zone_type policy_zone = 0;
130
131 /*
132  * run-time system-wide default policy => local allocation
133  */
134 static struct mempolicy default_policy = {
135         .refcnt = ATOMIC_INIT(1), /* never free it */
136         .mode = MPOL_LOCAL,
137 };
138
139 static struct mempolicy preferred_node_policy[MAX_NUMNODES];
140
141 /*
142  * iw_table is the sysfs-set interleave weight table, a value of 0 denotes
143  * system-default value should be used. A NULL iw_table also denotes that
144  * system-default values should be used. Until the system-default table
145  * is implemented, the system-default is always 1.
146  *
147  * iw_table is RCU protected
148  */
149 static u8 __rcu *iw_table;
150 static DEFINE_MUTEX(iw_table_lock);
151
152 static u8 get_il_weight(int node)
153 {
154         u8 *table;
155         u8 weight;
156
157         rcu_read_lock();
158         table = rcu_dereference(iw_table);
159         /* if no iw_table, use system default */
160         weight = table ? table[node] : 1;
161         /* if value in iw_table is 0, use system default */
162         weight = weight ? weight : 1;
163         rcu_read_unlock();
164         return weight;
165 }
166
167 /**
168  * numa_nearest_node - Find nearest node by state
169  * @node: Node id to start the search
170  * @state: State to filter the search
171  *
172  * Lookup the closest node by distance if @nid is not in state.
173  *
174  * Return: this @node if it is in state, otherwise the closest node by distance
175  */
176 int numa_nearest_node(int node, unsigned int state)
177 {
178         int min_dist = INT_MAX, dist, n, min_node;
179
180         if (state >= NR_NODE_STATES)
181                 return -EINVAL;
182
183         if (node == NUMA_NO_NODE || node_state(node, state))
184                 return node;
185
186         min_node = node;
187         for_each_node_state(n, state) {
188                 dist = node_distance(node, n);
189                 if (dist < min_dist) {
190                         min_dist = dist;
191                         min_node = n;
192                 }
193         }
194
195         return min_node;
196 }
197 EXPORT_SYMBOL_GPL(numa_nearest_node);
198
199 struct mempolicy *get_task_policy(struct task_struct *p)
200 {
201         struct mempolicy *pol = p->mempolicy;
202         int node;
203
204         if (pol)
205                 return pol;
206
207         node = numa_node_id();
208         if (node != NUMA_NO_NODE) {
209                 pol = &preferred_node_policy[node];
210                 /* preferred_node_policy is not initialised early in boot */
211                 if (pol->mode)
212                         return pol;
213         }
214
215         return &default_policy;
216 }
217
218 static const struct mempolicy_operations {
219         int (*create)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
220         void (*rebind)(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes);
221 } mpol_ops[MPOL_MAX];
222
223 static inline int mpol_store_user_nodemask(const struct mempolicy *pol)
224 {
225         return pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS;
226 }
227
228 static void mpol_relative_nodemask(nodemask_t *ret, const nodemask_t *orig,
229                                    const nodemask_t *rel)
230 {
231         nodemask_t tmp;
232         nodes_fold(tmp, *orig, nodes_weight(*rel));
233         nodes_onto(*ret, tmp, *rel);
234 }
235
236 static int mpol_new_nodemask(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
237 {
238         if (nodes_empty(*nodes))
239                 return -EINVAL;
240         pol->nodes = *nodes;
241         return 0;
242 }
243
244 static int mpol_new_preferred(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
245 {
246         if (nodes_empty(*nodes))
247                 return -EINVAL;
248
249         nodes_clear(pol->nodes);
250         node_set(first_node(*nodes), pol->nodes);
251         return 0;
252 }
253
254 /*
255  * mpol_set_nodemask is called after mpol_new() to set up the nodemask, if
256  * any, for the new policy.  mpol_new() has already validated the nodes
257  * parameter with respect to the policy mode and flags.
258  *
259  * Must be called holding task's alloc_lock to protect task's mems_allowed
260  * and mempolicy.  May also be called holding the mmap_lock for write.
261  */
262 static int mpol_set_nodemask(struct mempolicy *pol,
263                      const nodemask_t *nodes, struct nodemask_scratch *nsc)
264 {
265         int ret;
266
267         /*
268          * Default (pol==NULL) resp. local memory policies are not a
269          * subject of any remapping. They also do not need any special
270          * constructor.
271          */
272         if (!pol || pol->mode == MPOL_LOCAL)
273                 return 0;
274
275         /* Check N_MEMORY */
276         nodes_and(nsc->mask1,
277                   cpuset_current_mems_allowed, node_states[N_MEMORY]);
278
279         VM_BUG_ON(!nodes);
280
281         if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
282                 mpol_relative_nodemask(&nsc->mask2, nodes, &nsc->mask1);
283         else
284                 nodes_and(nsc->mask2, *nodes, nsc->mask1);
285
286         if (mpol_store_user_nodemask(pol))
287                 pol->w.user_nodemask = *nodes;
288         else
289                 pol->w.cpuset_mems_allowed = cpuset_current_mems_allowed;
290
291         ret = mpol_ops[pol->mode].create(pol, &nsc->mask2);
292         return ret;
293 }
294
295 /*
296  * This function just creates a new policy, does some check and simple
297  * initialization. You must invoke mpol_set_nodemask() to set nodes.
298  */
299 static struct mempolicy *mpol_new(unsigned short mode, unsigned short flags,
300                                   nodemask_t *nodes)
301 {
302         struct mempolicy *policy;
303
304         if (mode == MPOL_DEFAULT) {
305                 if (nodes && !nodes_empty(*nodes))
306                         return ERR_PTR(-EINVAL);
307                 return NULL;
308         }
309         VM_BUG_ON(!nodes);
310
311         /*
312          * MPOL_PREFERRED cannot be used with MPOL_F_STATIC_NODES or
313          * MPOL_F_RELATIVE_NODES if the nodemask is empty (local allocation).
314          * All other modes require a valid pointer to a non-empty nodemask.
315          */
316         if (mode == MPOL_PREFERRED) {
317                 if (nodes_empty(*nodes)) {
318                         if (((flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
319                              (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)))
320                                 return ERR_PTR(-EINVAL);
321
322                         mode = MPOL_LOCAL;
323                 }
324         } else if (mode == MPOL_LOCAL) {
325                 if (!nodes_empty(*nodes) ||
326                     (flags & MPOL_F_STATIC_NODES) ||
327                     (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
328                         return ERR_PTR(-EINVAL);
329         } else if (nodes_empty(*nodes))
330                 return ERR_PTR(-EINVAL);
331
332         policy = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
333         if (!policy)
334                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
335         atomic_set(&policy->refcnt, 1);
336         policy->mode = mode;
337         policy->flags = flags;
338         policy->home_node = NUMA_NO_NODE;
339
340         return policy;
341 }
342
343 /* Slow path of a mpol destructor. */
344 void __mpol_put(struct mempolicy *pol)
345 {
346         if (!atomic_dec_and_test(&pol->refcnt))
347                 return;
348         kmem_cache_free(policy_cache, pol);
349 }
350
351 static void mpol_rebind_default(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
352 {
353 }
354
355 static void mpol_rebind_nodemask(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *nodes)
356 {
357         nodemask_t tmp;
358
359         if (pol->flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
360                 nodes_and(tmp, pol->w.user_nodemask, *nodes);
361         else if (pol->flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
362                 mpol_relative_nodemask(&tmp, &pol->w.user_nodemask, nodes);
363         else {
364                 nodes_remap(tmp, pol->nodes, pol->w.cpuset_mems_allowed,
365                                                                 *nodes);
366                 pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
367         }
368
369         if (nodes_empty(tmp))
370                 tmp = *nodes;
371
372         pol->nodes = tmp;
373 }
374
375 static void mpol_rebind_preferred(struct mempolicy *pol,
376                                                 const nodemask_t *nodes)
377 {
378         pol->w.cpuset_mems_allowed = *nodes;
379 }
380
381 /*
382  * mpol_rebind_policy - Migrate a policy to a different set of nodes
383  *
384  * Per-vma policies are protected by mmap_lock. Allocations using per-task
385  * policies are protected by task->mems_allowed_seq to prevent a premature
386  * OOM/allocation failure due to parallel nodemask modification.
387  */
388 static void mpol_rebind_policy(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *newmask)
389 {
390         if (!pol || pol->mode == MPOL_LOCAL)
391                 return;
392         if (!mpol_store_user_nodemask(pol) &&
393             nodes_equal(pol->w.cpuset_mems_allowed, *newmask))
394                 return;
395
396         mpol_ops[pol->mode].rebind(pol, newmask);
397 }
398
399 /*
400  * Wrapper for mpol_rebind_policy() that just requires task
401  * pointer, and updates task mempolicy.
402  *
403  * Called with task's alloc_lock held.
404  */
405 void mpol_rebind_task(struct task_struct *tsk, const nodemask_t *new)
406 {
407         mpol_rebind_policy(tsk->mempolicy, new);
408 }
409
410 /*
411  * Rebind each vma in mm to new nodemask.
412  *
413  * Call holding a reference to mm.  Takes mm->mmap_lock during call.
414  */
415 void mpol_rebind_mm(struct mm_struct *mm, nodemask_t *new)
416 {
417         struct vm_area_struct *vma;
418         VMA_ITERATOR(vmi, mm, 0);
419
420         mmap_write_lock(mm);
421         for_each_vma(vmi, vma) {
422                 vma_start_write(vma);
423                 mpol_rebind_policy(vma->vm_policy, new);
424         }
425         mmap_write_unlock(mm);
426 }
427
428 static const struct mempolicy_operations mpol_ops[MPOL_MAX] = {
429         [MPOL_DEFAULT] = {
430                 .rebind = mpol_rebind_default,
431         },
432         [MPOL_INTERLEAVE] = {
433                 .create = mpol_new_nodemask,
434                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
435         },
436         [MPOL_PREFERRED] = {
437                 .create = mpol_new_preferred,
438                 .rebind = mpol_rebind_preferred,
439         },
440         [MPOL_BIND] = {
441                 .create = mpol_new_nodemask,
442                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
443         },
444         [MPOL_LOCAL] = {
445                 .rebind = mpol_rebind_default,
446         },
447         [MPOL_PREFERRED_MANY] = {
448                 .create = mpol_new_nodemask,
449                 .rebind = mpol_rebind_preferred,
450         },
451         [MPOL_WEIGHTED_INTERLEAVE] = {
452                 .create = mpol_new_nodemask,
453                 .rebind = mpol_rebind_nodemask,
454         },
455 };
456
457 static bool migrate_folio_add(struct folio *folio, struct list_head *foliolist,
458                                 unsigned long flags);
459 static nodemask_t *policy_nodemask(gfp_t gfp, struct mempolicy *pol,
460                                 pgoff_t ilx, int *nid);
461
462 static bool strictly_unmovable(unsigned long flags)
463 {
464         /*
465          * STRICT without MOVE flags lets do_mbind() fail immediately with -EIO
466          * if any misplaced page is found.
467          */
468         return (flags & (MPOL_MF_STRICT | MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) ==
469                          MPOL_MF_STRICT;
470 }
471
472 struct migration_mpol {         /* for alloc_migration_target_by_mpol() */
473         struct mempolicy *pol;
474         pgoff_t ilx;
475 };
476
477 struct queue_pages {
478         struct list_head *pagelist;
479         unsigned long flags;
480         nodemask_t *nmask;
481         unsigned long start;
482         unsigned long end;
483         struct vm_area_struct *first;
484         struct folio *large;            /* note last large folio encountered */
485         long nr_failed;                 /* could not be isolated at this time */
486 };
487
488 /*
489  * Check if the folio's nid is in qp->nmask.
490  *
491  * If MPOL_MF_INVERT is set in qp->flags, check if the nid is
492  * in the invert of qp->nmask.
493  */
494 static inline bool queue_folio_required(struct folio *folio,
495                                         struct queue_pages *qp)
496 {
497         int nid = folio_nid(folio);
498         unsigned long flags = qp->flags;
499
500         return node_isset(nid, *qp->nmask) == !(flags & MPOL_MF_INVERT);
501 }
502
503 static void queue_folios_pmd(pmd_t *pmd, struct mm_walk *walk)
504 {
505         struct folio *folio;
506         struct queue_pages *qp = walk->private;
507
508         if (unlikely(is_pmd_migration_entry(*pmd))) {
509                 qp->nr_failed++;
510                 return;
511         }
512         folio = pmd_folio(*pmd);
513         if (is_huge_zero_folio(folio)) {
514                 walk->action = ACTION_CONTINUE;
515                 return;
516         }
517         if (!queue_folio_required(folio, qp))
518                 return;
519         if (!(qp->flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) ||
520             !vma_migratable(walk->vma) ||
521             !migrate_folio_add(folio, qp->pagelist, qp->flags))
522                 qp->nr_failed++;
523 }
524
525 /*
526  * Scan through folios, checking if they satisfy the required conditions,
527  * moving them from LRU to local pagelist for migration if they do (or not).
528  *
529  * queue_folios_pte_range() has two possible return values:
530  * 0 - continue walking to scan for more, even if an existing folio on the
531  *     wrong node could not be isolated and queued for migration.
532  * -EIO - only MPOL_MF_STRICT was specified, without MPOL_MF_MOVE or ..._ALL,
533  *        and an existing folio was on a node that does not follow the policy.
534  */
535 static int queue_folios_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
536                         unsigned long end, struct mm_walk *walk)
537 {
538         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
539         struct folio *folio;
540         struct queue_pages *qp = walk->private;
541         unsigned long flags = qp->flags;
542         pte_t *pte, *mapped_pte;
543         pte_t ptent;
544         spinlock_t *ptl;
545
546         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
547         if (ptl) {
548                 queue_folios_pmd(pmd, walk);
549                 spin_unlock(ptl);
550                 goto out;
551         }
552
553         mapped_pte = pte = pte_offset_map_lock(walk->mm, pmd, addr, &ptl);
554         if (!pte) {
555                 walk->action = ACTION_AGAIN;
556                 return 0;
557         }
558         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE) {
559                 ptent = ptep_get(pte);
560                 if (pte_none(ptent))
561                         continue;
562                 if (!pte_present(ptent)) {
563                         if (is_migration_entry(pte_to_swp_entry(ptent)))
564                                 qp->nr_failed++;
565                         continue;
566                 }
567                 folio = vm_normal_folio(vma, addr, ptent);
568                 if (!folio || folio_is_zone_device(folio))
569                         continue;
570                 /*
571                  * vm_normal_folio() filters out zero pages, but there might
572                  * still be reserved folios to skip, perhaps in a VDSO.
573                  */
574                 if (folio_test_reserved(folio))
575                         continue;
576                 if (!queue_folio_required(folio, qp))
577                         continue;
578                 if (folio_test_large(folio)) {
579                         /*
580                          * A large folio can only be isolated from LRU once,
581                          * but may be mapped by many PTEs (and Copy-On-Write may
582                          * intersperse PTEs of other, order 0, folios).  This is
583                          * a common case, so don't mistake it for failure (but
584                          * there can be other cases of multi-mapped pages which
585                          * this quick check does not help to filter out - and a
586                          * search of the pagelist might grow to be prohibitive).
587                          *
588                          * migrate_pages(&pagelist) returns nr_failed folios, so
589                          * check "large" now so that queue_pages_range() returns
590                          * a comparable nr_failed folios.  This does imply that
591                          * if folio could not be isolated for some racy reason
592                          * at its first PTE, later PTEs will not give it another
593                          * chance of isolation; but keeps the accounting simple.
594                          */
595                         if (folio == qp->large)
596                                 continue;
597                         qp->large = folio;
598                 }
599                 if (!(flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) ||
600                     !vma_migratable(vma) ||
601                     !migrate_folio_add(folio, qp->pagelist, flags)) {
602                         qp->nr_failed++;
603                         if (strictly_unmovable(flags))
604                                 break;
605                 }
606         }
607         pte_unmap_unlock(mapped_pte, ptl);
608         cond_resched();
609 out:
610         if (qp->nr_failed && strictly_unmovable(flags))
611                 return -EIO;
612         return 0;
613 }
614
615 static int queue_folios_hugetlb(pte_t *pte, unsigned long hmask,
616                                unsigned long addr, unsigned long end,
617                                struct mm_walk *walk)
618 {
619 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
620         struct queue_pages *qp = walk->private;
621         unsigned long flags = qp->flags;
622         struct folio *folio;
623         spinlock_t *ptl;
624         pte_t entry;
625
626         ptl = huge_pte_lock(hstate_vma(walk->vma), walk->mm, pte);
627         entry = huge_ptep_get(walk->mm, addr, pte);
628         if (!pte_present(entry)) {
629                 if (unlikely(is_hugetlb_entry_migration(entry)))
630                         qp->nr_failed++;
631                 goto unlock;
632         }
633         folio = pfn_folio(pte_pfn(entry));
634         if (!queue_folio_required(folio, qp))
635                 goto unlock;
636         if (!(flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) ||
637             !vma_migratable(walk->vma)) {
638                 qp->nr_failed++;
639                 goto unlock;
640         }
641         /*
642          * Unless MPOL_MF_MOVE_ALL, we try to avoid migrating a shared folio.
643          * Choosing not to migrate a shared folio is not counted as a failure.
644          *
645          * See folio_likely_mapped_shared() on possible imprecision when we
646          * cannot easily detect if a folio is shared.
647          */
648         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) ||
649             (!folio_likely_mapped_shared(folio) && !hugetlb_pmd_shared(pte)))
650                 if (!isolate_hugetlb(folio, qp->pagelist))
651                         qp->nr_failed++;
652 unlock:
653         spin_unlock(ptl);
654         if (qp->nr_failed && strictly_unmovable(flags))
655                 return -EIO;
656 #endif
657         return 0;
658 }
659
660 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
661 /*
662  * This is used to mark a range of virtual addresses to be inaccessible.
663  * These are later cleared by a NUMA hinting fault. Depending on these
664  * faults, pages may be migrated for better NUMA placement.
665  *
666  * This is assuming that NUMA faults are handled using PROT_NONE. If
667  * an architecture makes a different choice, it will need further
668  * changes to the core.
669  */
670 unsigned long change_prot_numa(struct vm_area_struct *vma,
671                         unsigned long addr, unsigned long end)
672 {
673         struct mmu_gather tlb;
674         long nr_updated;
675
676         tlb_gather_mmu(&tlb, vma->vm_mm);
677
678         nr_updated = change_protection(&tlb, vma, addr, end, MM_CP_PROT_NUMA);
679         if (nr_updated > 0) {
680                 count_vm_numa_events(NUMA_PTE_UPDATES, nr_updated);
681                 count_memcg_events_mm(vma->vm_mm, NUMA_PTE_UPDATES, nr_updated);
682         }
683
684         tlb_finish_mmu(&tlb);
685
686         return nr_updated;
687 }
688 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
689
690 static int queue_pages_test_walk(unsigned long start, unsigned long end,
691                                 struct mm_walk *walk)
692 {
693         struct vm_area_struct *next, *vma = walk->vma;
694         struct queue_pages *qp = walk->private;
695         unsigned long flags = qp->flags;
696
697         /* range check first */
698         VM_BUG_ON_VMA(!range_in_vma(vma, start, end), vma);
699
700         if (!qp->first) {
701                 qp->first = vma;
702                 if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK) &&
703                         (qp->start < vma->vm_start))
704                         /* hole at head side of range */
705                         return -EFAULT;
706         }
707         next = find_vma(vma->vm_mm, vma->vm_end);
708         if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK) &&
709                 ((vma->vm_end < qp->end) &&
710                 (!next || vma->vm_end < next->vm_start)))
711                 /* hole at middle or tail of range */
712                 return -EFAULT;
713
714         /*
715          * Need check MPOL_MF_STRICT to return -EIO if possible
716          * regardless of vma_migratable
717          */
718         if (!vma_migratable(vma) &&
719             !(flags & MPOL_MF_STRICT))
720                 return 1;
721
722         /*
723          * Check page nodes, and queue pages to move, in the current vma.
724          * But if no moving, and no strict checking, the scan can be skipped.
725          */
726         if (flags & (MPOL_MF_STRICT | MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL))
727                 return 0;
728         return 1;
729 }
730
731 static const struct mm_walk_ops queue_pages_walk_ops = {
732         .hugetlb_entry          = queue_folios_hugetlb,
733         .pmd_entry              = queue_folios_pte_range,
734         .test_walk              = queue_pages_test_walk,
735         .walk_lock              = PGWALK_RDLOCK,
736 };
737
738 static const struct mm_walk_ops queue_pages_lock_vma_walk_ops = {
739         .hugetlb_entry          = queue_folios_hugetlb,
740         .pmd_entry              = queue_folios_pte_range,
741         .test_walk              = queue_pages_test_walk,
742         .walk_lock              = PGWALK_WRLOCK,
743 };
744
745 /*
746  * Walk through page tables and collect pages to be migrated.
747  *
748  * If pages found in a given range are not on the required set of @nodes,
749  * and migration is allowed, they are isolated and queued to @pagelist.
750  *
751  * queue_pages_range() may return:
752  * 0 - all pages already on the right node, or successfully queued for moving
753  *     (or neither strict checking nor moving requested: only range checking).
754  * >0 - this number of misplaced folios could not be queued for moving
755  *      (a hugetlbfs page or a transparent huge page being counted as 1).
756  * -EIO - a misplaced page found, when MPOL_MF_STRICT specified without MOVEs.
757  * -EFAULT - a hole in the memory range, when MPOL_MF_DISCONTIG_OK unspecified.
758  */
759 static long
760 queue_pages_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start, unsigned long end,
761                 nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
762                 struct list_head *pagelist)
763 {
764         int err;
765         struct queue_pages qp = {
766                 .pagelist = pagelist,
767                 .flags = flags,
768                 .nmask = nodes,
769                 .start = start,
770                 .end = end,
771                 .first = NULL,
772         };
773         const struct mm_walk_ops *ops = (flags & MPOL_MF_WRLOCK) ?
774                         &queue_pages_lock_vma_walk_ops : &queue_pages_walk_ops;
775
776         err = walk_page_range(mm, start, end, ops, &qp);
777
778         if (!qp.first)
779                 /* whole range in hole */
780                 err = -EFAULT;
781
782         return err ? : qp.nr_failed;
783 }
784
785 /*
786  * Apply policy to a single VMA
787  * This must be called with the mmap_lock held for writing.
788  */
789 static int vma_replace_policy(struct vm_area_struct *vma,
790                                 struct mempolicy *pol)
791 {
792         int err;
793         struct mempolicy *old;
794         struct mempolicy *new;
795
796         vma_assert_write_locked(vma);
797
798         new = mpol_dup(pol);
799         if (IS_ERR(new))
800                 return PTR_ERR(new);
801
802         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->set_policy) {
803                 err = vma->vm_ops->set_policy(vma, new);
804                 if (err)
805                         goto err_out;
806         }
807
808         old = vma->vm_policy;
809         vma->vm_policy = new; /* protected by mmap_lock */
810         mpol_put(old);
811
812         return 0;
813  err_out:
814         mpol_put(new);
815         return err;
816 }
817
818 /* Split or merge the VMA (if required) and apply the new policy */
819 static int mbind_range(struct vma_iterator *vmi, struct vm_area_struct *vma,
820                 struct vm_area_struct **prev, unsigned long start,
821                 unsigned long end, struct mempolicy *new_pol)
822 {
823         unsigned long vmstart, vmend;
824
825         vmend = min(end, vma->vm_end);
826         if (start > vma->vm_start) {
827                 *prev = vma;
828                 vmstart = start;
829         } else {
830                 vmstart = vma->vm_start;
831         }
832
833         if (mpol_equal(vma->vm_policy, new_pol)) {
834                 *prev = vma;
835                 return 0;
836         }
837
838         vma =  vma_modify_policy(vmi, *prev, vma, vmstart, vmend, new_pol);
839         if (IS_ERR(vma))
840                 return PTR_ERR(vma);
841
842         *prev = vma;
843         return vma_replace_policy(vma, new_pol);
844 }
845
846 /* Set the process memory policy */
847 static long do_set_mempolicy(unsigned short mode, unsigned short flags,
848                              nodemask_t *nodes)
849 {
850         struct mempolicy *new, *old;
851         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
852         int ret;
853
854         if (!scratch)
855                 return -ENOMEM;
856
857         new = mpol_new(mode, flags, nodes);
858         if (IS_ERR(new)) {
859                 ret = PTR_ERR(new);
860                 goto out;
861         }
862
863         task_lock(current);
864         ret = mpol_set_nodemask(new, nodes, scratch);
865         if (ret) {
866                 task_unlock(current);
867                 mpol_put(new);
868                 goto out;
869         }
870
871         old = current->mempolicy;
872         current->mempolicy = new;
873         if (new && (new->mode == MPOL_INTERLEAVE ||
874                     new->mode == MPOL_WEIGHTED_INTERLEAVE)) {
875                 current->il_prev = MAX_NUMNODES-1;
876                 current->il_weight = 0;
877         }
878         task_unlock(current);
879         mpol_put(old);
880         ret = 0;
881 out:
882         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
883         return ret;
884 }
885
886 /*
887  * Return nodemask for policy for get_mempolicy() query
888  *
889  * Called with task's alloc_lock held
890  */
891 static void get_policy_nodemask(struct mempolicy *pol, nodemask_t *nodes)
892 {
893         nodes_clear(*nodes);
894         if (pol == &default_policy)
895                 return;
896
897         switch (pol->mode) {
898         case MPOL_BIND:
899         case MPOL_INTERLEAVE:
900         case MPOL_PREFERRED:
901         case MPOL_PREFERRED_MANY:
902         case MPOL_WEIGHTED_INTERLEAVE:
903                 *nodes = pol->nodes;
904                 break;
905         case MPOL_LOCAL:
906                 /* return empty node mask for local allocation */
907                 break;
908         default:
909                 BUG();
910         }
911 }
912
913 static int lookup_node(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
914 {
915         struct page *p = NULL;
916         int ret;
917
918         ret = get_user_pages_fast(addr & PAGE_MASK, 1, 0, &p);
919         if (ret > 0) {
920                 ret = page_to_nid(p);
921                 put_page(p);
922         }
923         return ret;
924 }
925
926 /* Retrieve NUMA policy */
927 static long do_get_mempolicy(int *policy, nodemask_t *nmask,
928                              unsigned long addr, unsigned long flags)
929 {
930         int err;
931         struct mm_struct *mm = current->mm;
932         struct vm_area_struct *vma = NULL;
933         struct mempolicy *pol = current->mempolicy, *pol_refcount = NULL;
934
935         if (flags &
936                 ~(unsigned long)(MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR|MPOL_F_MEMS_ALLOWED))
937                 return -EINVAL;
938
939         if (flags & MPOL_F_MEMS_ALLOWED) {
940                 if (flags & (MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR))
941                         return -EINVAL;
942                 *policy = 0;    /* just so it's initialized */
943                 task_lock(current);
944                 *nmask  = cpuset_current_mems_allowed;
945                 task_unlock(current);
946                 return 0;
947         }
948
949         if (flags & MPOL_F_ADDR) {
950                 pgoff_t ilx;            /* ignored here */
951                 /*
952                  * Do NOT fall back to task policy if the
953                  * vma/shared policy at addr is NULL.  We
954                  * want to return MPOL_DEFAULT in this case.
955                  */
956                 mmap_read_lock(mm);
957                 vma = vma_lookup(mm, addr);
958                 if (!vma) {
959                         mmap_read_unlock(mm);
960                         return -EFAULT;
961                 }
962                 pol = __get_vma_policy(vma, addr, &ilx);
963         } else if (addr)
964                 return -EINVAL;
965
966         if (!pol)
967                 pol = &default_policy;  /* indicates default behavior */
968
969         if (flags & MPOL_F_NODE) {
970                 if (flags & MPOL_F_ADDR) {
971                         /*
972                          * Take a refcount on the mpol, because we are about to
973                          * drop the mmap_lock, after which only "pol" remains
974                          * valid, "vma" is stale.
975                          */
976                         pol_refcount = pol;
977                         vma = NULL;
978                         mpol_get(pol);
979                         mmap_read_unlock(mm);
980                         err = lookup_node(mm, addr);
981                         if (err < 0)
982                                 goto out;
983                         *policy = err;
984                 } else if (pol == current->mempolicy &&
985                                 pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) {
986                         *policy = next_node_in(current->il_prev, pol->nodes);
987                 } else if (pol == current->mempolicy &&
988                                 pol->mode == MPOL_WEIGHTED_INTERLEAVE) {
989                         if (current->il_weight)
990                                 *policy = current->il_prev;
991                         else
992                                 *policy = next_node_in(current->il_prev,
993                                                        pol->nodes);
994                 } else {
995                         err = -EINVAL;
996                         goto out;
997                 }
998         } else {
999                 *policy = pol == &default_policy ? MPOL_DEFAULT :
1000                                                 pol->mode;
1001                 /*
1002                  * Internal mempolicy flags must be masked off before exposing
1003                  * the policy to userspace.
1004                  */
1005                 *policy |= (pol->flags & MPOL_MODE_FLAGS);
1006         }
1007
1008         err = 0;
1009         if (nmask) {
1010                 if (mpol_store_user_nodemask(pol)) {
1011                         *nmask = pol->w.user_nodemask;
1012                 } else {
1013                         task_lock(current);
1014                         get_policy_nodemask(pol, nmask);
1015                         task_unlock(current);
1016                 }
1017         }
1018
1019  out:
1020         mpol_cond_put(pol);
1021         if (vma)
1022                 mmap_read_unlock(mm);
1023         if (pol_refcount)
1024                 mpol_put(pol_refcount);
1025         return err;
1026 }
1027
1028 #ifdef CONFIG_MIGRATION
1029 static bool migrate_folio_add(struct folio *folio, struct list_head *foliolist,
1030                                 unsigned long flags)
1031 {
1032         /*
1033          * Unless MPOL_MF_MOVE_ALL, we try to avoid migrating a shared folio.
1034          * Choosing not to migrate a shared folio is not counted as a failure.
1035          *
1036          * See folio_likely_mapped_shared() on possible imprecision when we
1037          * cannot easily detect if a folio is shared.
1038          */
1039         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) || !folio_likely_mapped_shared(folio)) {
1040                 if (folio_isolate_lru(folio)) {
1041                         list_add_tail(&folio->lru, foliolist);
1042                         node_stat_mod_folio(folio,
1043                                 NR_ISOLATED_ANON + folio_is_file_lru(folio),
1044                                 folio_nr_pages(folio));
1045                 } else {
1046                         /*
1047                          * Non-movable folio may reach here.  And, there may be
1048                          * temporary off LRU folios or non-LRU movable folios.
1049                          * Treat them as unmovable folios since they can't be
1050                          * isolated, so they can't be moved at the moment.
1051                          */
1052                         return false;
1053                 }
1054         }
1055         return true;
1056 }
1057
1058 /*
1059  * Migrate pages from one node to a target node.
1060  * Returns error or the number of pages not migrated.
1061  */
1062 static long migrate_to_node(struct mm_struct *mm, int source, int dest,
1063                             int flags)
1064 {
1065         nodemask_t nmask;
1066         struct vm_area_struct *vma;
1067         LIST_HEAD(pagelist);
1068         long nr_failed;
1069         long err = 0;
1070         struct migration_target_control mtc = {
1071                 .nid = dest,
1072                 .gfp_mask = GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_THISNODE,
1073                 .reason = MR_SYSCALL,
1074         };
1075
1076         nodes_clear(nmask);
1077         node_set(source, nmask);
1078
1079         VM_BUG_ON(!(flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)));
1080
1081         mmap_read_lock(mm);
1082         vma = find_vma(mm, 0);
1083         if (unlikely(!vma)) {
1084                 mmap_read_unlock(mm);
1085                 return 0;
1086         }
1087
1088         /*
1089          * This does not migrate the range, but isolates all pages that
1090          * need migration.  Between passing in the full user address
1091          * space range and MPOL_MF_DISCONTIG_OK, this call cannot fail,
1092          * but passes back the count of pages which could not be isolated.
1093          */
1094         nr_failed = queue_pages_range(mm, vma->vm_start, mm->task_size, &nmask,
1095                                       flags | MPOL_MF_DISCONTIG_OK, &pagelist);
1096         mmap_read_unlock(mm);
1097
1098         if (!list_empty(&pagelist)) {
1099                 err = migrate_pages(&pagelist, alloc_migration_target, NULL,
1100                         (unsigned long)&mtc, MIGRATE_SYNC, MR_SYSCALL, NULL);
1101                 if (err)
1102                         putback_movable_pages(&pagelist);
1103         }
1104
1105         if (err >= 0)
1106                 err += nr_failed;
1107         return err;
1108 }
1109
1110 /*
1111  * Move pages between the two nodesets so as to preserve the physical
1112  * layout as much as possible.
1113  *
1114  * Returns the number of page that could not be moved.
1115  */
1116 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1117                      const nodemask_t *to, int flags)
1118 {
1119         long nr_failed = 0;
1120         long err = 0;
1121         nodemask_t tmp;
1122
1123         lru_cache_disable();
1124
1125         /*
1126          * Find a 'source' bit set in 'tmp' whose corresponding 'dest'
1127          * bit in 'to' is not also set in 'tmp'.  Clear the found 'source'
1128          * bit in 'tmp', and return that <source, dest> pair for migration.
1129          * The pair of nodemasks 'to' and 'from' define the map.
1130          *
1131          * If no pair of bits is found that way, fallback to picking some
1132          * pair of 'source' and 'dest' bits that are not the same.  If the
1133          * 'source' and 'dest' bits are the same, this represents a node
1134          * that will be migrating to itself, so no pages need move.
1135          *
1136          * If no bits are left in 'tmp', or if all remaining bits left
1137          * in 'tmp' correspond to the same bit in 'to', return false
1138          * (nothing left to migrate).
1139          *
1140          * This lets us pick a pair of nodes to migrate between, such that
1141          * if possible the dest node is not already occupied by some other
1142          * source node, minimizing the risk of overloading the memory on a
1143          * node that would happen if we migrated incoming memory to a node
1144          * before migrating outgoing memory source that same node.
1145          *
1146          * A single scan of tmp is sufficient.  As we go, we remember the
1147          * most recent <s, d> pair that moved (s != d).  If we find a pair
1148          * that not only moved, but what's better, moved to an empty slot
1149          * (d is not set in tmp), then we break out then, with that pair.
1150          * Otherwise when we finish scanning from_tmp, we at least have the
1151          * most recent <s, d> pair that moved.  If we get all the way through
1152          * the scan of tmp without finding any node that moved, much less
1153          * moved to an empty node, then there is nothing left worth migrating.
1154          */
1155
1156         tmp = *from;
1157         while (!nodes_empty(tmp)) {
1158                 int s, d;
1159                 int source = NUMA_NO_NODE;
1160                 int dest = 0;
1161
1162                 for_each_node_mask(s, tmp) {
1163
1164                         /*
1165                          * do_migrate_pages() tries to maintain the relative
1166                          * node relationship of the pages established between
1167                          * threads and memory areas.
1168                          *
1169                          * However if the number of source nodes is not equal to
1170                          * the number of destination nodes we can not preserve
1171                          * this node relative relationship.  In that case, skip
1172                          * copying memory from a node that is in the destination
1173                          * mask.
1174                          *
1175                          * Example: [2,3,4] -> [3,4,5] moves everything.
1176                          *          [0-7] - > [3,4,5] moves only 0,1,2,6,7.
1177                          */
1178
1179                         if ((nodes_weight(*from) != nodes_weight(*to)) &&
1180                                                 (node_isset(s, *to)))
1181                                 continue;
1182
1183                         d = node_remap(s, *from, *to);
1184                         if (s == d)
1185                                 continue;
1186
1187                         source = s;     /* Node moved. Memorize */
1188                         dest = d;
1189
1190                         /* dest not in remaining from nodes? */
1191                         if (!node_isset(dest, tmp))
1192                                 break;
1193                 }
1194                 if (source == NUMA_NO_NODE)
1195                         break;
1196
1197                 node_clear(source, tmp);
1198                 err = migrate_to_node(mm, source, dest, flags);
1199                 if (err > 0)
1200                         nr_failed += err;
1201                 if (err < 0)
1202                         break;
1203         }
1204
1205         lru_cache_enable();
1206         if (err < 0)
1207                 return err;
1208         return (nr_failed < INT_MAX) ? nr_failed : INT_MAX;
1209 }
1210
1211 /*
1212  * Allocate a new folio for page migration, according to NUMA mempolicy.
1213  */
1214 static struct folio *alloc_migration_target_by_mpol(struct folio *src,
1215                                                     unsigned long private)
1216 {
1217         struct migration_mpol *mmpol = (struct migration_mpol *)private;
1218         struct mempolicy *pol = mmpol->pol;
1219         pgoff_t ilx = mmpol->ilx;
1220         unsigned int order;
1221         int nid = numa_node_id();
1222         gfp_t gfp;
1223
1224         order = folio_order(src);
1225         ilx += src->index >> order;
1226
1227         if (folio_test_hugetlb(src)) {
1228                 nodemask_t *nodemask;
1229                 struct hstate *h;
1230
1231                 h = folio_hstate(src);
1232                 gfp = htlb_alloc_mask(h);
1233                 nodemask = policy_nodemask(gfp, pol, ilx, &nid);
1234                 return alloc_hugetlb_folio_nodemask(h, nid, nodemask, gfp,
1235                                 htlb_allow_alloc_fallback(MR_MEMPOLICY_MBIND));
1236         }
1237
1238         if (folio_test_large(src))
1239                 gfp = GFP_TRANSHUGE;
1240         else
1241                 gfp = GFP_HIGHUSER_MOVABLE | __GFP_RETRY_MAYFAIL | __GFP_COMP;
1242
1243         return folio_alloc_mpol(gfp, order, pol, ilx, nid);
1244 }
1245 #else
1246
1247 static bool migrate_folio_add(struct folio *folio, struct list_head *foliolist,
1248                                 unsigned long flags)
1249 {
1250         return false;
1251 }
1252
1253 int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1254                      const nodemask_t *to, int flags)
1255 {
1256         return -ENOSYS;
1257 }
1258
1259 static struct folio *alloc_migration_target_by_mpol(struct folio *src,
1260                                                     unsigned long private)
1261 {
1262         return NULL;
1263 }
1264 #endif
1265
1266 static long do_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1267                      unsigned short mode, unsigned short mode_flags,
1268                      nodemask_t *nmask, unsigned long flags)
1269 {
1270         struct mm_struct *mm = current->mm;
1271         struct vm_area_struct *vma, *prev;
1272         struct vma_iterator vmi;
1273         struct migration_mpol mmpol;
1274         struct mempolicy *new;
1275         unsigned long end;
1276         long err;
1277         long nr_failed;
1278         LIST_HEAD(pagelist);
1279
1280         if (flags & ~(unsigned long)MPOL_MF_VALID)
1281                 return -EINVAL;
1282         if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_NICE))
1283                 return -EPERM;
1284
1285         if (start & ~PAGE_MASK)
1286                 return -EINVAL;
1287
1288         if (mode == MPOL_DEFAULT)
1289                 flags &= ~MPOL_MF_STRICT;
1290
1291         len = PAGE_ALIGN(len);
1292         end = start + len;
1293
1294         if (end < start)
1295                 return -EINVAL;
1296         if (end == start)
1297                 return 0;
1298
1299         new = mpol_new(mode, mode_flags, nmask);
1300         if (IS_ERR(new))
1301                 return PTR_ERR(new);
1302
1303         /*
1304          * If we are using the default policy then operation
1305          * on discontinuous address spaces is okay after all
1306          */
1307         if (!new)
1308                 flags |= MPOL_MF_DISCONTIG_OK;
1309
1310         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL))
1311                 lru_cache_disable();
1312         {
1313                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1314                 if (scratch) {
1315                         mmap_write_lock(mm);
1316                         err = mpol_set_nodemask(new, nmask, scratch);
1317                         if (err)
1318                                 mmap_write_unlock(mm);
1319                 } else
1320                         err = -ENOMEM;
1321                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1322         }
1323         if (err)
1324                 goto mpol_out;
1325
1326         /*
1327          * Lock the VMAs before scanning for pages to migrate,
1328          * to ensure we don't miss a concurrently inserted page.
1329          */
1330         nr_failed = queue_pages_range(mm, start, end, nmask,
1331                         flags | MPOL_MF_INVERT | MPOL_MF_WRLOCK, &pagelist);
1332
1333         if (nr_failed < 0) {
1334                 err = nr_failed;
1335                 nr_failed = 0;
1336         } else {
1337                 vma_iter_init(&vmi, mm, start);
1338                 prev = vma_prev(&vmi);
1339                 for_each_vma_range(vmi, vma, end) {
1340                         err = mbind_range(&vmi, vma, &prev, start, end, new);
1341                         if (err)
1342                                 break;
1343                 }
1344         }
1345
1346         if (!err && !list_empty(&pagelist)) {
1347                 /* Convert MPOL_DEFAULT's NULL to task or default policy */
1348                 if (!new) {
1349                         new = get_task_policy(current);
1350                         mpol_get(new);
1351                 }
1352                 mmpol.pol = new;
1353                 mmpol.ilx = 0;
1354
1355                 /*
1356                  * In the interleaved case, attempt to allocate on exactly the
1357                  * targeted nodes, for the first VMA to be migrated; for later
1358                  * VMAs, the nodes will still be interleaved from the targeted
1359                  * nodemask, but one by one may be selected differently.
1360                  */
1361                 if (new->mode == MPOL_INTERLEAVE ||
1362                     new->mode == MPOL_WEIGHTED_INTERLEAVE) {
1363                         struct folio *folio;
1364                         unsigned int order;
1365                         unsigned long addr = -EFAULT;
1366
1367                         list_for_each_entry(folio, &pagelist, lru) {
1368                                 if (!folio_test_ksm(folio))
1369                                         break;
1370                         }
1371                         if (!list_entry_is_head(folio, &pagelist, lru)) {
1372                                 vma_iter_init(&vmi, mm, start);
1373                                 for_each_vma_range(vmi, vma, end) {
1374                                         addr = page_address_in_vma(folio,
1375                                                 folio_page(folio, 0), vma);
1376                                         if (addr != -EFAULT)
1377                                                 break;
1378                                 }
1379                         }
1380                         if (addr != -EFAULT) {
1381                                 order = folio_order(folio);
1382                                 /* We already know the pol, but not the ilx */
1383                                 mpol_cond_put(get_vma_policy(vma, addr, order,
1384                                                              &mmpol.ilx));
1385                                 /* Set base from which to increment by index */
1386                                 mmpol.ilx -= folio->index >> order;
1387                         }
1388                 }
1389         }
1390
1391         mmap_write_unlock(mm);
1392
1393         if (!err && !list_empty(&pagelist)) {
1394                 nr_failed |= migrate_pages(&pagelist,
1395                                 alloc_migration_target_by_mpol, NULL,
1396                                 (unsigned long)&mmpol, MIGRATE_SYNC,
1397                                 MR_MEMPOLICY_MBIND, NULL);
1398         }
1399
1400         if (nr_failed && (flags & MPOL_MF_STRICT))
1401                 err = -EIO;
1402         if (!list_empty(&pagelist))
1403                 putback_movable_pages(&pagelist);
1404 mpol_out:
1405         mpol_put(new);
1406         if (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL))
1407                 lru_cache_enable();
1408         return err;
1409 }
1410
1411 /*
1412  * User space interface with variable sized bitmaps for nodelists.
1413  */
1414 static int get_bitmap(unsigned long *mask, const unsigned long __user *nmask,
1415                       unsigned long maxnode)
1416 {
1417         unsigned long nlongs = BITS_TO_LONGS(maxnode);
1418         int ret;
1419
1420         if (in_compat_syscall())
1421                 ret = compat_get_bitmap(mask,
1422                                         (const compat_ulong_t __user *)nmask,
1423                                         maxnode);
1424         else
1425                 ret = copy_from_user(mask, nmask,
1426                                      nlongs * sizeof(unsigned long));
1427
1428         if (ret)
1429                 return -EFAULT;
1430
1431         if (maxnode % BITS_PER_LONG)
1432                 mask[nlongs - 1] &= (1UL << (maxnode % BITS_PER_LONG)) - 1;
1433
1434         return 0;
1435 }
1436
1437 /* Copy a node mask from user space. */
1438 static int get_nodes(nodemask_t *nodes, const unsigned long __user *nmask,
1439                      unsigned long maxnode)
1440 {
1441         --maxnode;
1442         nodes_clear(*nodes);
1443         if (maxnode == 0 || !nmask)
1444                 return 0;
1445         if (maxnode > PAGE_SIZE*BITS_PER_BYTE)
1446                 return -EINVAL;
1447
1448         /*
1449          * When the user specified more nodes than supported just check
1450          * if the non supported part is all zero, one word at a time,
1451          * starting at the end.
1452          */
1453         while (maxnode > MAX_NUMNODES) {
1454                 unsigned long bits = min_t(unsigned long, maxnode, BITS_PER_LONG);
1455                 unsigned long t;
1456
1457                 if (get_bitmap(&t, &nmask[(maxnode - 1) / BITS_PER_LONG], bits))
1458                         return -EFAULT;
1459
1460                 if (maxnode - bits >= MAX_NUMNODES) {
1461                         maxnode -= bits;
1462                 } else {
1463                         maxnode = MAX_NUMNODES;
1464                         t &= ~((1UL << (MAX_NUMNODES % BITS_PER_LONG)) - 1);
1465                 }
1466                 if (t)
1467                         return -EINVAL;
1468         }
1469
1470         return get_bitmap(nodes_addr(*nodes), nmask, maxnode);
1471 }
1472
1473 /* Copy a kernel node mask to user space */
1474 static int copy_nodes_to_user(unsigned long __user *mask, unsigned long maxnode,
1475                               nodemask_t *nodes)
1476 {
1477         unsigned long copy = ALIGN(maxnode-1, 64) / 8;
1478         unsigned int nbytes = BITS_TO_LONGS(nr_node_ids) * sizeof(long);
1479         bool compat = in_compat_syscall();
1480
1481         if (compat)
1482                 nbytes = BITS_TO_COMPAT_LONGS(nr_node_ids) * sizeof(compat_long_t);
1483
1484         if (copy > nbytes) {
1485                 if (copy > PAGE_SIZE)
1486                         return -EINVAL;
1487                 if (clear_user((char __user *)mask + nbytes, copy - nbytes))
1488                         return -EFAULT;
1489                 copy = nbytes;
1490                 maxnode = nr_node_ids;
1491         }
1492
1493         if (compat)
1494                 return compat_put_bitmap((compat_ulong_t __user *)mask,
1495                                          nodes_addr(*nodes), maxnode);
1496
1497         return copy_to_user(mask, nodes_addr(*nodes), copy) ? -EFAULT : 0;
1498 }
1499
1500 /* Basic parameter sanity check used by both mbind() and set_mempolicy() */
1501 static inline int sanitize_mpol_flags(int *mode, unsigned short *flags)
1502 {
1503         *flags = *mode & MPOL_MODE_FLAGS;
1504         *mode &= ~MPOL_MODE_FLAGS;
1505
1506         if ((unsigned int)(*mode) >=  MPOL_MAX)
1507                 return -EINVAL;
1508         if ((*flags & MPOL_F_STATIC_NODES) && (*flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES))
1509                 return -EINVAL;
1510         if (*flags & MPOL_F_NUMA_BALANCING) {
1511                 if (*mode == MPOL_BIND || *mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
1512                         *flags |= (MPOL_F_MOF | MPOL_F_MORON);
1513                 else
1514                         return -EINVAL;
1515         }
1516         return 0;
1517 }
1518
1519 static long kernel_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
1520                          unsigned long mode, const unsigned long __user *nmask,
1521                          unsigned long maxnode, unsigned int flags)
1522 {
1523         unsigned short mode_flags;
1524         nodemask_t nodes;
1525         int lmode = mode;
1526         int err;
1527
1528         start = untagged_addr(start);
1529         err = sanitize_mpol_flags(&lmode, &mode_flags);
1530         if (err)
1531                 return err;
1532
1533         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1534         if (err)
1535                 return err;
1536
1537         return do_mbind(start, len, lmode, mode_flags, &nodes, flags);
1538 }
1539
1540 SYSCALL_DEFINE4(set_mempolicy_home_node, unsigned long, start, unsigned long, len,
1541                 unsigned long, home_node, unsigned long, flags)
1542 {
1543         struct mm_struct *mm = current->mm;
1544         struct vm_area_struct *vma, *prev;
1545         struct mempolicy *new, *old;
1546         unsigned long end;
1547         int err = -ENOENT;
1548         VMA_ITERATOR(vmi, mm, start);
1549
1550         start = untagged_addr(start);
1551         if (start & ~PAGE_MASK)
1552                 return -EINVAL;
1553         /*
1554          * flags is used for future extension if any.
1555          */
1556         if (flags != 0)
1557                 return -EINVAL;
1558
1559         /*
1560          * Check home_node is online to avoid accessing uninitialized
1561          * NODE_DATA.
1562          */
1563         if (home_node >= MAX_NUMNODES || !node_online(home_node))
1564                 return -EINVAL;
1565
1566         len = PAGE_ALIGN(len);
1567         end = start + len;
1568
1569         if (end < start)
1570                 return -EINVAL;
1571         if (end == start)
1572                 return 0;
1573         mmap_write_lock(mm);
1574         prev = vma_prev(&vmi);
1575         for_each_vma_range(vmi, vma, end) {
1576                 /*
1577                  * If any vma in the range got policy other than MPOL_BIND
1578                  * or MPOL_PREFERRED_MANY we return error. We don't reset
1579                  * the home node for vmas we already updated before.
1580                  */
1581                 old = vma_policy(vma);
1582                 if (!old) {
1583                         prev = vma;
1584                         continue;
1585                 }
1586                 if (old->mode != MPOL_BIND && old->mode != MPOL_PREFERRED_MANY) {
1587                         err = -EOPNOTSUPP;
1588                         break;
1589                 }
1590                 new = mpol_dup(old);
1591                 if (IS_ERR(new)) {
1592                         err = PTR_ERR(new);
1593                         break;
1594                 }
1595
1596                 vma_start_write(vma);
1597                 new->home_node = home_node;
1598                 err = mbind_range(&vmi, vma, &prev, start, end, new);
1599                 mpol_put(new);
1600                 if (err)
1601                         break;
1602         }
1603         mmap_write_unlock(mm);
1604         return err;
1605 }
1606
1607 SYSCALL_DEFINE6(mbind, unsigned long, start, unsigned long, len,
1608                 unsigned long, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1609                 unsigned long, maxnode, unsigned int, flags)
1610 {
1611         return kernel_mbind(start, len, mode, nmask, maxnode, flags);
1612 }
1613
1614 /* Set the process memory policy */
1615 static long kernel_set_mempolicy(int mode, const unsigned long __user *nmask,
1616                                  unsigned long maxnode)
1617 {
1618         unsigned short mode_flags;
1619         nodemask_t nodes;
1620         int lmode = mode;
1621         int err;
1622
1623         err = sanitize_mpol_flags(&lmode, &mode_flags);
1624         if (err)
1625                 return err;
1626
1627         err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
1628         if (err)
1629                 return err;
1630
1631         return do_set_mempolicy(lmode, mode_flags, &nodes);
1632 }
1633
1634 SYSCALL_DEFINE3(set_mempolicy, int, mode, const unsigned long __user *, nmask,
1635                 unsigned long, maxnode)
1636 {
1637         return kernel_set_mempolicy(mode, nmask, maxnode);
1638 }
1639
1640 static int kernel_migrate_pages(pid_t pid, unsigned long maxnode,
1641                                 const unsigned long __user *old_nodes,
1642                                 const unsigned long __user *new_nodes)
1643 {
1644         struct mm_struct *mm = NULL;
1645         struct task_struct *task;
1646         nodemask_t task_nodes;
1647         int err;
1648         nodemask_t *old;
1649         nodemask_t *new;
1650         NODEMASK_SCRATCH(scratch);
1651
1652         if (!scratch)
1653                 return -ENOMEM;
1654
1655         old = &scratch->mask1;
1656         new = &scratch->mask2;
1657
1658         err = get_nodes(old, old_nodes, maxnode);
1659         if (err)
1660                 goto out;
1661
1662         err = get_nodes(new, new_nodes, maxnode);
1663         if (err)
1664                 goto out;
1665
1666         /* Find the mm_struct */
1667         rcu_read_lock();
1668         task = pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
1669         if (!task) {
1670                 rcu_read_unlock();
1671                 err = -ESRCH;
1672                 goto out;
1673         }
1674         get_task_struct(task);
1675
1676         err = -EINVAL;
1677
1678         /*
1679          * Check if this process has the right to modify the specified process.
1680          * Use the regular "ptrace_may_access()" checks.
1681          */
1682         if (!ptrace_may_access(task, PTRACE_MODE_READ_REALCREDS)) {
1683                 rcu_read_unlock();
1684                 err = -EPERM;
1685                 goto out_put;
1686         }
1687         rcu_read_unlock();
1688
1689         task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
1690         /* Is the user allowed to access the target nodes? */
1691         if (!nodes_subset(*new, task_nodes) && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
1692                 err = -EPERM;
1693                 goto out_put;
1694         }
1695
1696         task_nodes = cpuset_mems_allowed(current);
1697         nodes_and(*new, *new, task_nodes);
1698         if (nodes_empty(*new))
1699                 goto out_put;
1700
1701         err = security_task_movememory(task);
1702         if (err)
1703                 goto out_put;
1704
1705         mm = get_task_mm(task);
1706         put_task_struct(task);
1707
1708         if (!mm) {
1709                 err = -EINVAL;
1710                 goto out;
1711         }
1712
1713         err = do_migrate_pages(mm, old, new,
1714                 capable(CAP_SYS_NICE) ? MPOL_MF_MOVE_ALL : MPOL_MF_MOVE);
1715
1716         mmput(mm);
1717 out:
1718         NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
1719
1720         return err;
1721
1722 out_put:
1723         put_task_struct(task);
1724         goto out;
1725 }
1726
1727 SYSCALL_DEFINE4(migrate_pages, pid_t, pid, unsigned long, maxnode,
1728                 const unsigned long __user *, old_nodes,
1729                 const unsigned long __user *, new_nodes)
1730 {
1731         return kernel_migrate_pages(pid, maxnode, old_nodes, new_nodes);
1732 }
1733
1734 /* Retrieve NUMA policy */
1735 static int kernel_get_mempolicy(int __user *policy,
1736                                 unsigned long __user *nmask,
1737                                 unsigned long maxnode,
1738                                 unsigned long addr,
1739                                 unsigned long flags)
1740 {
1741         int err;
1742         int pval;
1743         nodemask_t nodes;
1744
1745         if (nmask != NULL && maxnode < nr_node_ids)
1746                 return -EINVAL;
1747
1748         addr = untagged_addr(addr);
1749
1750         err = do_get_mempolicy(&pval, &nodes, addr, flags);
1751
1752         if (err)
1753                 return err;
1754
1755         if (policy && put_user(pval, policy))
1756                 return -EFAULT;
1757
1758         if (nmask)
1759                 err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, &nodes);
1760
1761         return err;
1762 }
1763
1764 SYSCALL_DEFINE5(get_mempolicy, int __user *, policy,
1765                 unsigned long __user *, nmask, unsigned long, maxnode,
1766                 unsigned long, addr, unsigned long, flags)
1767 {
1768         return kernel_get_mempolicy(policy, nmask, maxnode, addr, flags);
1769 }
1770
1771 bool vma_migratable(struct vm_area_struct *vma)
1772 {
1773         if (vma->vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP))
1774                 return false;
1775
1776         /*
1777          * DAX device mappings require predictable access latency, so avoid
1778          * incurring periodic faults.
1779          */
1780         if (vma_is_dax(vma))
1781                 return false;
1782
1783         if (is_vm_hugetlb_page(vma) &&
1784                 !hugepage_migration_supported(hstate_vma(vma)))
1785                 return false;
1786
1787         /*
1788          * Migration allocates pages in the highest zone. If we cannot
1789          * do so then migration (at least from node to node) is not
1790          * possible.
1791          */
1792         if (vma->vm_file &&
1793                 gfp_zone(mapping_gfp_mask(vma->vm_file->f_mapping))
1794                         < policy_zone)
1795                 return false;
1796         return true;
1797 }
1798
1799 struct mempolicy *__get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1800                                    unsigned long addr, pgoff_t *ilx)
1801 {
1802         *ilx = 0;
1803         return (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) ?
1804                 vma->vm_ops->get_policy(vma, addr, ilx) : vma->vm_policy;
1805 }
1806
1807 /*
1808  * get_vma_policy(@vma, @addr, @order, @ilx)
1809  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
1810  * @addr: address in @vma for shared policy lookup
1811  * @order: 0, or appropriate huge_page_order for interleaving
1812  * @ilx: interleave index (output), for use only when MPOL_INTERLEAVE or
1813  *       MPOL_WEIGHTED_INTERLEAVE
1814  *
1815  * Returns effective policy for a VMA at specified address.
1816  * Falls back to current->mempolicy or system default policy, as necessary.
1817  * Shared policies [those marked as MPOL_F_SHARED] require an extra reference
1818  * count--added by the get_policy() vm_op, as appropriate--to protect against
1819  * freeing by another task.  It is the caller's responsibility to free the
1820  * extra reference for shared policies.
1821  */
1822 struct mempolicy *get_vma_policy(struct vm_area_struct *vma,
1823                                  unsigned long addr, int order, pgoff_t *ilx)
1824 {
1825         struct mempolicy *pol;
1826
1827         pol = __get_vma_policy(vma, addr, ilx);
1828         if (!pol)
1829                 pol = get_task_policy(current);
1830         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE ||
1831             pol->mode == MPOL_WEIGHTED_INTERLEAVE) {
1832                 *ilx += vma->vm_pgoff >> order;
1833                 *ilx += (addr - vma->vm_start) >> (PAGE_SHIFT + order);
1834         }
1835         return pol;
1836 }
1837
1838 bool vma_policy_mof(struct vm_area_struct *vma)
1839 {
1840         struct mempolicy *pol;
1841
1842         if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy) {
1843                 bool ret = false;
1844                 pgoff_t ilx;            /* ignored here */
1845
1846                 pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, vma->vm_start, &ilx);
1847                 if (pol && (pol->flags & MPOL_F_MOF))
1848                         ret = true;
1849                 mpol_cond_put(pol);
1850
1851                 return ret;
1852         }
1853
1854         pol = vma->vm_policy;
1855         if (!pol)
1856                 pol = get_task_policy(current);
1857
1858         return pol->flags & MPOL_F_MOF;
1859 }
1860
1861 bool apply_policy_zone(struct mempolicy *policy, enum zone_type zone)
1862 {
1863         enum zone_type dynamic_policy_zone = policy_zone;
1864
1865         BUG_ON(dynamic_policy_zone == ZONE_MOVABLE);
1866
1867         /*
1868          * if policy->nodes has movable memory only,
1869          * we apply policy when gfp_zone(gfp) = ZONE_MOVABLE only.
1870          *
1871          * policy->nodes is intersect with node_states[N_MEMORY].
1872          * so if the following test fails, it implies
1873          * policy->nodes has movable memory only.
1874          */
1875         if (!nodes_intersects(policy->nodes, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
1876                 dynamic_policy_zone = ZONE_MOVABLE;
1877
1878         return zone >= dynamic_policy_zone;
1879 }
1880
1881 static unsigned int weighted_interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
1882 {
1883         unsigned int node;
1884         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1885
1886 retry:
1887         /* to prevent miscount use tsk->mems_allowed_seq to detect rebind */
1888         cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
1889         node = current->il_prev;
1890         if (!current->il_weight || !node_isset(node, policy->nodes)) {
1891                 node = next_node_in(node, policy->nodes);
1892                 if (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie))
1893                         goto retry;
1894                 if (node == MAX_NUMNODES)
1895                         return node;
1896                 current->il_prev = node;
1897                 current->il_weight = get_il_weight(node);
1898         }
1899         current->il_weight--;
1900         return node;
1901 }
1902
1903 /* Do dynamic interleaving for a process */
1904 static unsigned int interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
1905 {
1906         unsigned int nid;
1907         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1908
1909         /* to prevent miscount, use tsk->mems_allowed_seq to detect rebind */
1910         do {
1911                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
1912                 nid = next_node_in(current->il_prev, policy->nodes);
1913         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
1914
1915         if (nid < MAX_NUMNODES)
1916                 current->il_prev = nid;
1917         return nid;
1918 }
1919
1920 /*
1921  * Depending on the memory policy provide a node from which to allocate the
1922  * next slab entry.
1923  */
1924 unsigned int mempolicy_slab_node(void)
1925 {
1926         struct mempolicy *policy;
1927         int node = numa_mem_id();
1928
1929         if (!in_task())
1930                 return node;
1931
1932         policy = current->mempolicy;
1933         if (!policy)
1934                 return node;
1935
1936         switch (policy->mode) {
1937         case MPOL_PREFERRED:
1938                 return first_node(policy->nodes);
1939
1940         case MPOL_INTERLEAVE:
1941                 return interleave_nodes(policy);
1942
1943         case MPOL_WEIGHTED_INTERLEAVE:
1944                 return weighted_interleave_nodes(policy);
1945
1946         case MPOL_BIND:
1947         case MPOL_PREFERRED_MANY:
1948         {
1949                 struct zoneref *z;
1950
1951                 /*
1952                  * Follow bind policy behavior and start allocation at the
1953                  * first node.
1954                  */
1955                 struct zonelist *zonelist;
1956                 enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(GFP_KERNEL);
1957                 zonelist = &NODE_DATA(node)->node_zonelists[ZONELIST_FALLBACK];
1958                 z = first_zones_zonelist(zonelist, highest_zoneidx,
1959                                                         &policy->nodes);
1960                 return zonelist_zone(z) ? zonelist_node_idx(z) : node;
1961         }
1962         case MPOL_LOCAL:
1963                 return node;
1964
1965         default:
1966                 BUG();
1967         }
1968 }
1969
1970 static unsigned int read_once_policy_nodemask(struct mempolicy *pol,
1971                                               nodemask_t *mask)
1972 {
1973         /*
1974          * barrier stabilizes the nodemask locally so that it can be iterated
1975          * over safely without concern for changes. Allocators validate node
1976          * selection does not violate mems_allowed, so this is safe.
1977          */
1978         barrier();
1979         memcpy(mask, &pol->nodes, sizeof(nodemask_t));
1980         barrier();
1981         return nodes_weight(*mask);
1982 }
1983
1984 static unsigned int weighted_interleave_nid(struct mempolicy *pol, pgoff_t ilx)
1985 {
1986         nodemask_t nodemask;
1987         unsigned int target, nr_nodes;
1988         u8 *table;
1989         unsigned int weight_total = 0;
1990         u8 weight;
1991         int nid;
1992
1993         nr_nodes = read_once_policy_nodemask(pol, &nodemask);
1994         if (!nr_nodes)
1995                 return numa_node_id();
1996
1997         rcu_read_lock();
1998         table = rcu_dereference(iw_table);
1999         /* calculate the total weight */
2000         for_each_node_mask(nid, nodemask) {
2001                 /* detect system default usage */
2002                 weight = table ? table[nid] : 1;
2003                 weight = weight ? weight : 1;
2004                 weight_total += weight;
2005         }
2006
2007         /* Calculate the node offset based on totals */
2008         target = ilx % weight_total;
2009         nid = first_node(nodemask);
2010         while (target) {
2011                 /* detect system default usage */
2012                 weight = table ? table[nid] : 1;
2013                 weight = weight ? weight : 1;
2014                 if (target < weight)
2015                         break;
2016                 target -= weight;
2017                 nid = next_node_in(nid, nodemask);
2018         }
2019         rcu_read_unlock();
2020         return nid;
2021 }
2022
2023 /*
2024  * Do static interleaving for interleave index @ilx.  Returns the ilx'th
2025  * node in pol->nodes (starting from ilx=0), wrapping around if ilx
2026  * exceeds the number of present nodes.
2027  */
2028 static unsigned int interleave_nid(struct mempolicy *pol, pgoff_t ilx)
2029 {
2030         nodemask_t nodemask;
2031         unsigned int target, nnodes;
2032         int i;
2033         int nid;
2034
2035         nnodes = read_once_policy_nodemask(pol, &nodemask);
2036         if (!nnodes)
2037                 return numa_node_id();
2038         target = ilx % nnodes;
2039         nid = first_node(nodemask);
2040         for (i = 0; i < target; i++)
2041                 nid = next_node(nid, nodemask);
2042         return nid;
2043 }
2044
2045 /*
2046  * Return a nodemask representing a mempolicy for filtering nodes for
2047  * page allocation, together with preferred node id (or the input node id).
2048  */
2049 static nodemask_t *policy_nodemask(gfp_t gfp, struct mempolicy *pol,
2050                                    pgoff_t ilx, int *nid)
2051 {
2052         nodemask_t *nodemask = NULL;
2053
2054         switch (pol->mode) {
2055         case MPOL_PREFERRED:
2056                 /* Override input node id */
2057                 *nid = first_node(pol->nodes);
2058                 break;
2059         case MPOL_PREFERRED_MANY:
2060                 nodemask = &pol->nodes;
2061                 if (pol->home_node != NUMA_NO_NODE)
2062                         *nid = pol->home_node;
2063                 break;
2064         case MPOL_BIND:
2065                 /* Restrict to nodemask (but not on lower zones) */
2066                 if (apply_policy_zone(pol, gfp_zone(gfp)) &&
2067                     cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(&pol->nodes))
2068                         nodemask = &pol->nodes;
2069                 if (pol->home_node != NUMA_NO_NODE)
2070                         *nid = pol->home_node;
2071                 /*
2072                  * __GFP_THISNODE shouldn't even be used with the bind policy
2073                  * because we might easily break the expectation to stay on the
2074                  * requested node and not break the policy.
2075                  */
2076                 WARN_ON_ONCE(gfp & __GFP_THISNODE);
2077                 break;
2078         case MPOL_INTERLEAVE:
2079                 /* Override input node id */
2080                 *nid = (ilx == NO_INTERLEAVE_INDEX) ?
2081                         interleave_nodes(pol) : interleave_nid(pol, ilx);
2082                 break;
2083         case MPOL_WEIGHTED_INTERLEAVE:
2084                 *nid = (ilx == NO_INTERLEAVE_INDEX) ?
2085                         weighted_interleave_nodes(pol) :
2086                         weighted_interleave_nid(pol, ilx);
2087                 break;
2088         }
2089
2090         return nodemask;
2091 }
2092
2093 #ifdef CONFIG_HUGETLBFS
2094 /*
2095  * huge_node(@vma, @addr, @gfp_flags, @mpol)
2096  * @vma: virtual memory area whose policy is sought
2097  * @addr: address in @vma for shared policy lookup and interleave policy
2098  * @gfp_flags: for requested zone
2099  * @mpol: pointer to mempolicy pointer for reference counted mempolicy
2100  * @nodemask: pointer to nodemask pointer for 'bind' and 'prefer-many' policy
2101  *
2102  * Returns a nid suitable for a huge page allocation and a pointer
2103  * to the struct mempolicy for conditional unref after allocation.
2104  * If the effective policy is 'bind' or 'prefer-many', returns a pointer
2105  * to the mempolicy's @nodemask for filtering the zonelist.
2106  */
2107 int huge_node(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, gfp_t gfp_flags,
2108                 struct mempolicy **mpol, nodemask_t **nodemask)
2109 {
2110         pgoff_t ilx;
2111         int nid;
2112
2113         nid = numa_node_id();
2114         *mpol = get_vma_policy(vma, addr, hstate_vma(vma)->order, &ilx);
2115         *nodemask = policy_nodemask(gfp_flags, *mpol, ilx, &nid);
2116         return nid;
2117 }
2118
2119 /*
2120  * init_nodemask_of_mempolicy
2121  *
2122  * If the current task's mempolicy is "default" [NULL], return 'false'
2123  * to indicate default policy.  Otherwise, extract the policy nodemask
2124  * for 'bind' or 'interleave' policy into the argument nodemask, or
2125  * initialize the argument nodemask to contain the single node for
2126  * 'preferred' or 'local' policy and return 'true' to indicate presence
2127  * of non-default mempolicy.
2128  *
2129  * We don't bother with reference counting the mempolicy [mpol_get/put]
2130  * because the current task is examining it's own mempolicy and a task's
2131  * mempolicy is only ever changed by the task itself.
2132  *
2133  * N.B., it is the caller's responsibility to free a returned nodemask.
2134  */
2135 bool init_nodemask_of_mempolicy(nodemask_t *mask)
2136 {
2137         struct mempolicy *mempolicy;
2138
2139         if (!(mask && current->mempolicy))
2140                 return false;
2141
2142         task_lock(current);
2143         mempolicy = current->mempolicy;
2144         switch (mempolicy->mode) {
2145         case MPOL_PREFERRED:
2146         case MPOL_PREFERRED_MANY:
2147         case MPOL_BIND:
2148         case MPOL_INTERLEAVE:
2149         case MPOL_WEIGHTED_INTERLEAVE:
2150                 *mask = mempolicy->nodes;
2151                 break;
2152
2153         case MPOL_LOCAL:
2154                 init_nodemask_of_node(mask, numa_node_id());
2155                 break;
2156
2157         default:
2158                 BUG();
2159         }
2160         task_unlock(current);
2161
2162         return true;
2163 }
2164 #endif
2165
2166 /*
2167  * mempolicy_in_oom_domain
2168  *
2169  * If tsk's mempolicy is "bind", check for intersection between mask and
2170  * the policy nodemask. Otherwise, return true for all other policies
2171  * including "interleave", as a tsk with "interleave" policy may have
2172  * memory allocated from all nodes in system.
2173  *
2174  * Takes task_lock(tsk) to prevent freeing of its mempolicy.
2175  */
2176 bool mempolicy_in_oom_domain(struct task_struct *tsk,
2177                                         const nodemask_t *mask)
2178 {
2179         struct mempolicy *mempolicy;
2180         bool ret = true;
2181
2182         if (!mask)
2183                 return ret;
2184
2185         task_lock(tsk);
2186         mempolicy = tsk->mempolicy;
2187         if (mempolicy && mempolicy->mode == MPOL_BIND)
2188                 ret = nodes_intersects(mempolicy->nodes, *mask);
2189         task_unlock(tsk);
2190
2191         return ret;
2192 }
2193
2194 static struct page *alloc_pages_preferred_many(gfp_t gfp, unsigned int order,
2195                                                 int nid, nodemask_t *nodemask)
2196 {
2197         struct page *page;
2198         gfp_t preferred_gfp;
2199
2200         /*
2201          * This is a two pass approach. The first pass will only try the
2202          * preferred nodes but skip the direct reclaim and allow the
2203          * allocation to fail, while the second pass will try all the
2204          * nodes in system.
2205          */
2206         preferred_gfp = gfp | __GFP_NOWARN;
2207         preferred_gfp &= ~(__GFP_DIRECT_RECLAIM | __GFP_NOFAIL);
2208         page = __alloc_pages_noprof(preferred_gfp, order, nid, nodemask);
2209         if (!page)
2210                 page = __alloc_pages_noprof(gfp, order, nid, NULL);
2211
2212         return page;
2213 }
2214
2215 /**
2216  * alloc_pages_mpol - Allocate pages according to NUMA mempolicy.
2217  * @gfp: GFP flags.
2218  * @order: Order of the page allocation.
2219  * @pol: Pointer to the NUMA mempolicy.
2220  * @ilx: Index for interleave mempolicy (also distinguishes alloc_pages()).
2221  * @nid: Preferred node (usually numa_node_id() but @mpol may override it).
2222  *
2223  * Return: The page on success or NULL if allocation fails.
2224  */
2225 struct page *alloc_pages_mpol_noprof(gfp_t gfp, unsigned int order,
2226                 struct mempolicy *pol, pgoff_t ilx, int nid)
2227 {
2228         nodemask_t *nodemask;
2229         struct page *page;
2230
2231         nodemask = policy_nodemask(gfp, pol, ilx, &nid);
2232
2233         if (pol->mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
2234                 return alloc_pages_preferred_many(gfp, order, nid, nodemask);
2235
2236         if (IS_ENABLED(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE) &&
2237             /* filter "hugepage" allocation, unless from alloc_pages() */
2238             order == HPAGE_PMD_ORDER && ilx != NO_INTERLEAVE_INDEX) {
2239                 /*
2240                  * For hugepage allocation and non-interleave policy which
2241                  * allows the current node (or other explicitly preferred
2242                  * node) we only try to allocate from the current/preferred
2243                  * node and don't fall back to other nodes, as the cost of
2244                  * remote accesses would likely offset THP benefits.
2245                  *
2246                  * If the policy is interleave or does not allow the current
2247                  * node in its nodemask, we allocate the standard way.
2248                  */
2249                 if (pol->mode != MPOL_INTERLEAVE &&
2250                     pol->mode != MPOL_WEIGHTED_INTERLEAVE &&
2251                     (!nodemask || node_isset(nid, *nodemask))) {
2252                         /*
2253                          * First, try to allocate THP only on local node, but
2254                          * don't reclaim unnecessarily, just compact.
2255                          */
2256                         page = __alloc_pages_node_noprof(nid,
2257                                 gfp | __GFP_THISNODE | __GFP_NORETRY, order);
2258                         if (page || !(gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM))
2259                                 return page;
2260                         /*
2261                          * If hugepage allocations are configured to always
2262                          * synchronous compact or the vma has been madvised
2263                          * to prefer hugepage backing, retry allowing remote
2264                          * memory with both reclaim and compact as well.
2265                          */
2266                 }
2267         }
2268
2269         page = __alloc_pages_noprof(gfp, order, nid, nodemask);
2270
2271         if (unlikely(pol->mode == MPOL_INTERLEAVE) && page) {
2272                 /* skip NUMA_INTERLEAVE_HIT update if numa stats is disabled */
2273                 if (static_branch_likely(&vm_numa_stat_key) &&
2274                     page_to_nid(page) == nid) {
2275                         preempt_disable();
2276                         __count_numa_event(page_zone(page), NUMA_INTERLEAVE_HIT);
2277                         preempt_enable();
2278                 }
2279         }
2280
2281         return page;
2282 }
2283
2284 struct folio *folio_alloc_mpol_noprof(gfp_t gfp, unsigned int order,
2285                 struct mempolicy *pol, pgoff_t ilx, int nid)
2286 {
2287         return page_rmappable_folio(alloc_pages_mpol_noprof(gfp | __GFP_COMP,
2288                                                         order, pol, ilx, nid));
2289 }
2290
2291 /**
2292  * vma_alloc_folio - Allocate a folio for a VMA.
2293  * @gfp: GFP flags.
2294  * @order: Order of the folio.
2295  * @vma: Pointer to VMA.
2296  * @addr: Virtual address of the allocation.  Must be inside @vma.
2297  *
2298  * Allocate a folio for a specific address in @vma, using the appropriate
2299  * NUMA policy.  The caller must hold the mmap_lock of the mm_struct of the
2300  * VMA to prevent it from going away.  Should be used for all allocations
2301  * for folios that will be mapped into user space, excepting hugetlbfs, and
2302  * excepting where direct use of alloc_pages_mpol() is more appropriate.
2303  *
2304  * Return: The folio on success or NULL if allocation fails.
2305  */
2306 struct folio *vma_alloc_folio_noprof(gfp_t gfp, int order, struct vm_area_struct *vma,
2307                 unsigned long addr)
2308 {
2309         struct mempolicy *pol;
2310         pgoff_t ilx;
2311         struct folio *folio;
2312
2313         if (vma->vm_flags & VM_DROPPABLE)
2314                 gfp |= __GFP_NOWARN;
2315
2316         pol = get_vma_policy(vma, addr, order, &ilx);
2317         folio = folio_alloc_mpol_noprof(gfp, order, pol, ilx, numa_node_id());
2318         mpol_cond_put(pol);
2319         return folio;
2320 }
2321 EXPORT_SYMBOL(vma_alloc_folio_noprof);
2322
2323 /**
2324  * alloc_pages - Allocate pages.
2325  * @gfp: GFP flags.
2326  * @order: Power of two of number of pages to allocate.
2327  *
2328  * Allocate 1 << @order contiguous pages.  The physical address of the
2329  * first page is naturally aligned (eg an order-3 allocation will be aligned
2330  * to a multiple of 8 * PAGE_SIZE bytes).  The NUMA policy of the current
2331  * process is honoured when in process context.
2332  *
2333  * Context: Can be called from any context, providing the appropriate GFP
2334  * flags are used.
2335  * Return: The page on success or NULL if allocation fails.
2336  */
2337 struct page *alloc_pages_noprof(gfp_t gfp, unsigned int order)
2338 {
2339         struct mempolicy *pol = &default_policy;
2340
2341         /*
2342          * No reference counting needed for current->mempolicy
2343          * nor system default_policy
2344          */
2345         if (!in_interrupt() && !(gfp & __GFP_THISNODE))
2346                 pol = get_task_policy(current);
2347
2348         return alloc_pages_mpol_noprof(gfp, order, pol, NO_INTERLEAVE_INDEX,
2349                                        numa_node_id());
2350 }
2351 EXPORT_SYMBOL(alloc_pages_noprof);
2352
2353 struct folio *folio_alloc_noprof(gfp_t gfp, unsigned int order)
2354 {
2355         return page_rmappable_folio(alloc_pages_noprof(gfp | __GFP_COMP, order));
2356 }
2357 EXPORT_SYMBOL(folio_alloc_noprof);
2358
2359 static unsigned long alloc_pages_bulk_array_interleave(gfp_t gfp,
2360                 struct mempolicy *pol, unsigned long nr_pages,
2361                 struct page **page_array)
2362 {
2363         int nodes;
2364         unsigned long nr_pages_per_node;
2365         int delta;
2366         int i;
2367         unsigned long nr_allocated;
2368         unsigned long total_allocated = 0;
2369
2370         nodes = nodes_weight(pol->nodes);
2371         nr_pages_per_node = nr_pages / nodes;
2372         delta = nr_pages - nodes * nr_pages_per_node;
2373
2374         for (i = 0; i < nodes; i++) {
2375                 if (delta) {
2376                         nr_allocated = alloc_pages_bulk_noprof(gfp,
2377                                         interleave_nodes(pol), NULL,
2378                                         nr_pages_per_node + 1, NULL,
2379                                         page_array);
2380                         delta--;
2381                 } else {
2382                         nr_allocated = alloc_pages_bulk_noprof(gfp,
2383                                         interleave_nodes(pol), NULL,
2384                                         nr_pages_per_node, NULL, page_array);
2385                 }
2386
2387                 page_array += nr_allocated;
2388                 total_allocated += nr_allocated;
2389         }
2390
2391         return total_allocated;
2392 }
2393
2394 static unsigned long alloc_pages_bulk_array_weighted_interleave(gfp_t gfp,
2395                 struct mempolicy *pol, unsigned long nr_pages,
2396                 struct page **page_array)
2397 {
2398         struct task_struct *me = current;
2399         unsigned int cpuset_mems_cookie;
2400         unsigned long total_allocated = 0;
2401         unsigned long nr_allocated = 0;
2402         unsigned long rounds;
2403         unsigned long node_pages, delta;
2404         u8 *table, *weights, weight;
2405         unsigned int weight_total = 0;
2406         unsigned long rem_pages = nr_pages;
2407         nodemask_t nodes;
2408         int nnodes, node;
2409         int resume_node = MAX_NUMNODES - 1;
2410         u8 resume_weight = 0;
2411         int prev_node;
2412         int i;
2413
2414         if (!nr_pages)
2415                 return 0;
2416
2417         /* read the nodes onto the stack, retry if done during rebind */
2418         do {
2419                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
2420                 nnodes = read_once_policy_nodemask(pol, &nodes);
2421         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
2422
2423         /* if the nodemask has become invalid, we cannot do anything */
2424         if (!nnodes)
2425                 return 0;
2426
2427         /* Continue allocating from most recent node and adjust the nr_pages */
2428         node = me->il_prev;
2429         weight = me->il_weight;
2430         if (weight && node_isset(node, nodes)) {
2431                 node_pages = min(rem_pages, weight);
2432                 nr_allocated = __alloc_pages_bulk(gfp, node, NULL, node_pages,
2433                                                   NULL, page_array);
2434                 page_array += nr_allocated;
2435                 total_allocated += nr_allocated;
2436                 /* if that's all the pages, no need to interleave */
2437                 if (rem_pages <= weight) {
2438                         me->il_weight -= rem_pages;
2439                         return total_allocated;
2440                 }
2441                 /* Otherwise we adjust remaining pages, continue from there */
2442                 rem_pages -= weight;
2443         }
2444         /* clear active weight in case of an allocation failure */
2445         me->il_weight = 0;
2446         prev_node = node;
2447
2448         /* create a local copy of node weights to operate on outside rcu */
2449         weights = kzalloc(nr_node_ids, GFP_KERNEL);
2450         if (!weights)
2451                 return total_allocated;
2452
2453         rcu_read_lock();
2454         table = rcu_dereference(iw_table);
2455         if (table)
2456                 memcpy(weights, table, nr_node_ids);
2457         rcu_read_unlock();
2458
2459         /* calculate total, detect system default usage */
2460         for_each_node_mask(node, nodes) {
2461                 if (!weights[node])
2462                         weights[node] = 1;
2463                 weight_total += weights[node];
2464         }
2465
2466         /*
2467          * Calculate rounds/partial rounds to minimize __alloc_pages_bulk calls.
2468          * Track which node weighted interleave should resume from.
2469          *
2470          * if (rounds > 0) and (delta == 0), resume_node will always be
2471          * the node following prev_node and its weight.
2472          */
2473         rounds = rem_pages / weight_total;
2474         delta = rem_pages % weight_total;
2475         resume_node = next_node_in(prev_node, nodes);
2476         resume_weight = weights[resume_node];
2477         for (i = 0; i < nnodes; i++) {
2478                 node = next_node_in(prev_node, nodes);
2479                 weight = weights[node];
2480                 node_pages = weight * rounds;
2481                 /* If a delta exists, add this node's portion of the delta */
2482                 if (delta > weight) {
2483                         node_pages += weight;
2484                         delta -= weight;
2485                 } else if (delta) {
2486                         /* when delta is depleted, resume from that node */
2487                         node_pages += delta;
2488                         resume_node = node;
2489                         resume_weight = weight - delta;
2490                         delta = 0;
2491                 }
2492                 /* node_pages can be 0 if an allocation fails and rounds == 0 */
2493                 if (!node_pages)
2494                         break;
2495                 nr_allocated = __alloc_pages_bulk(gfp, node, NULL, node_pages,
2496                                                   NULL, page_array);
2497                 page_array += nr_allocated;
2498                 total_allocated += nr_allocated;
2499                 if (total_allocated == nr_pages)
2500                         break;
2501                 prev_node = node;
2502         }
2503         me->il_prev = resume_node;
2504         me->il_weight = resume_weight;
2505         kfree(weights);
2506         return total_allocated;
2507 }
2508
2509 static unsigned long alloc_pages_bulk_array_preferred_many(gfp_t gfp, int nid,
2510                 struct mempolicy *pol, unsigned long nr_pages,
2511                 struct page **page_array)
2512 {
2513         gfp_t preferred_gfp;
2514         unsigned long nr_allocated = 0;
2515
2516         preferred_gfp = gfp | __GFP_NOWARN;
2517         preferred_gfp &= ~(__GFP_DIRECT_RECLAIM | __GFP_NOFAIL);
2518
2519         nr_allocated  = alloc_pages_bulk_noprof(preferred_gfp, nid, &pol->nodes,
2520                                            nr_pages, NULL, page_array);
2521
2522         if (nr_allocated < nr_pages)
2523                 nr_allocated += alloc_pages_bulk_noprof(gfp, numa_node_id(), NULL,
2524                                 nr_pages - nr_allocated, NULL,
2525                                 page_array + nr_allocated);
2526         return nr_allocated;
2527 }
2528
2529 /* alloc pages bulk and mempolicy should be considered at the
2530  * same time in some situation such as vmalloc.
2531  *
2532  * It can accelerate memory allocation especially interleaving
2533  * allocate memory.
2534  */
2535 unsigned long alloc_pages_bulk_array_mempolicy_noprof(gfp_t gfp,
2536                 unsigned long nr_pages, struct page **page_array)
2537 {
2538         struct mempolicy *pol = &default_policy;
2539         nodemask_t *nodemask;
2540         int nid;
2541
2542         if (!in_interrupt() && !(gfp & __GFP_THISNODE))
2543                 pol = get_task_policy(current);
2544
2545         if (pol->mode == MPOL_INTERLEAVE)
2546                 return alloc_pages_bulk_array_interleave(gfp, pol,
2547                                                          nr_pages, page_array);
2548
2549         if (pol->mode == MPOL_WEIGHTED_INTERLEAVE)
2550                 return alloc_pages_bulk_array_weighted_interleave(
2551                                   gfp, pol, nr_pages, page_array);
2552
2553         if (pol->mode == MPOL_PREFERRED_MANY)
2554                 return alloc_pages_bulk_array_preferred_many(gfp,
2555                                 numa_node_id(), pol, nr_pages, page_array);
2556
2557         nid = numa_node_id();
2558         nodemask = policy_nodemask(gfp, pol, NO_INTERLEAVE_INDEX, &nid);
2559         return alloc_pages_bulk_noprof(gfp, nid, nodemask,
2560                                        nr_pages, NULL, page_array);
2561 }
2562
2563 int vma_dup_policy(struct vm_area_struct *src, struct vm_area_struct *dst)
2564 {
2565         struct mempolicy *pol = mpol_dup(src->vm_policy);
2566
2567         if (IS_ERR(pol))
2568                 return PTR_ERR(pol);
2569         dst->vm_policy = pol;
2570         return 0;
2571 }
2572
2573 /*
2574  * If mpol_dup() sees current->cpuset == cpuset_being_rebound, then it
2575  * rebinds the mempolicy its copying by calling mpol_rebind_policy()
2576  * with the mems_allowed returned by cpuset_mems_allowed().  This
2577  * keeps mempolicies cpuset relative after its cpuset moves.  See
2578  * further kernel/cpuset.c update_nodemask().
2579  *
2580  * current's mempolicy may be rebinded by the other task(the task that changes
2581  * cpuset's mems), so we needn't do rebind work for current task.
2582  */
2583
2584 /* Slow path of a mempolicy duplicate */
2585 struct mempolicy *__mpol_dup(struct mempolicy *old)
2586 {
2587         struct mempolicy *new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2588
2589         if (!new)
2590                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2591
2592         /* task's mempolicy is protected by alloc_lock */
2593         if (old == current->mempolicy) {
2594                 task_lock(current);
2595                 *new = *old;
2596                 task_unlock(current);
2597         } else
2598                 *new = *old;
2599
2600         if (current_cpuset_is_being_rebound()) {
2601                 nodemask_t mems = cpuset_mems_allowed(current);
2602                 mpol_rebind_policy(new, &mems);
2603         }
2604         atomic_set(&new->refcnt, 1);
2605         return new;
2606 }
2607
2608 /* Slow path of a mempolicy comparison */
2609 bool __mpol_equal(struct mempolicy *a, struct mempolicy *b)
2610 {
2611         if (!a || !b)
2612                 return false;
2613         if (a->mode != b->mode)
2614                 return false;
2615         if (a->flags != b->flags)
2616                 return false;
2617         if (a->home_node != b->home_node)
2618                 return false;
2619         if (mpol_store_user_nodemask(a))
2620                 if (!nodes_equal(a->w.user_nodemask, b->w.user_nodemask))
2621                         return false;
2622
2623         switch (a->mode) {
2624         case MPOL_BIND:
2625         case MPOL_INTERLEAVE:
2626         case MPOL_PREFERRED:
2627         case MPOL_PREFERRED_MANY:
2628         case MPOL_WEIGHTED_INTERLEAVE:
2629                 return !!nodes_equal(a->nodes, b->nodes);
2630         case MPOL_LOCAL:
2631                 return true;
2632         default:
2633                 BUG();
2634                 return false;
2635         }
2636 }
2637
2638 /*
2639  * Shared memory backing store policy support.
2640  *
2641  * Remember policies even when nobody has shared memory mapped.
2642  * The policies are kept in Red-Black tree linked from the inode.
2643  * They are protected by the sp->lock rwlock, which should be held
2644  * for any accesses to the tree.
2645  */
2646
2647 /*
2648  * lookup first element intersecting start-end.  Caller holds sp->lock for
2649  * reading or for writing
2650  */
2651 static struct sp_node *sp_lookup(struct shared_policy *sp,
2652                                         pgoff_t start, pgoff_t end)
2653 {
2654         struct rb_node *n = sp->root.rb_node;
2655
2656         while (n) {
2657                 struct sp_node *p = rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2658
2659                 if (start >= p->end)
2660                         n = n->rb_right;
2661                 else if (end <= p->start)
2662                         n = n->rb_left;
2663                 else
2664                         break;
2665         }
2666         if (!n)
2667                 return NULL;
2668         for (;;) {
2669                 struct sp_node *w = NULL;
2670                 struct rb_node *prev = rb_prev(n);
2671                 if (!prev)
2672                         break;
2673                 w = rb_entry(prev, struct sp_node, nd);
2674                 if (w->end <= start)
2675                         break;
2676                 n = prev;
2677         }
2678         return rb_entry(n, struct sp_node, nd);
2679 }
2680
2681 /*
2682  * Insert a new shared policy into the list.  Caller holds sp->lock for
2683  * writing.
2684  */
2685 static void sp_insert(struct shared_policy *sp, struct sp_node *new)
2686 {
2687         struct rb_node **p = &sp->root.rb_node;
2688         struct rb_node *parent = NULL;
2689         struct sp_node *nd;
2690
2691         while (*p) {
2692                 parent = *p;
2693                 nd = rb_entry(parent, struct sp_node, nd);
2694                 if (new->start < nd->start)
2695                         p = &(*p)->rb_left;
2696                 else if (new->end > nd->end)
2697                         p = &(*p)->rb_right;
2698                 else
2699                         BUG();
2700         }
2701         rb_link_node(&new->nd, parent, p);
2702         rb_insert_color(&new->nd, &sp->root);
2703 }
2704
2705 /* Find shared policy intersecting idx */
2706 struct mempolicy *mpol_shared_policy_lookup(struct shared_policy *sp,
2707                                                 pgoff_t idx)
2708 {
2709         struct mempolicy *pol = NULL;
2710         struct sp_node *sn;
2711
2712         if (!sp->root.rb_node)
2713                 return NULL;
2714         read_lock(&sp->lock);
2715         sn = sp_lookup(sp, idx, idx+1);
2716         if (sn) {
2717                 mpol_get(sn->policy);
2718                 pol = sn->policy;
2719         }
2720         read_unlock(&sp->lock);
2721         return pol;
2722 }
2723
2724 static void sp_free(struct sp_node *n)
2725 {
2726         mpol_put(n->policy);
2727         kmem_cache_free(sn_cache, n);
2728 }
2729
2730 /**
2731  * mpol_misplaced - check whether current folio node is valid in policy
2732  *
2733  * @folio: folio to be checked
2734  * @vmf: structure describing the fault
2735  * @addr: virtual address in @vma for shared policy lookup and interleave policy
2736  *
2737  * Lookup current policy node id for vma,addr and "compare to" folio's
2738  * node id.  Policy determination "mimics" alloc_page_vma().
2739  * Called from fault path where we know the vma and faulting address.
2740  *
2741  * Return: NUMA_NO_NODE if the page is in a node that is valid for this
2742  * policy, or a suitable node ID to allocate a replacement folio from.
2743  */
2744 int mpol_misplaced(struct folio *folio, struct vm_fault *vmf,
2745                    unsigned long addr)
2746 {
2747         struct mempolicy *pol;
2748         pgoff_t ilx;
2749         struct zoneref *z;
2750         int curnid = folio_nid(folio);
2751         struct vm_area_struct *vma = vmf->vma;
2752         int thiscpu = raw_smp_processor_id();
2753         int thisnid = numa_node_id();
2754         int polnid = NUMA_NO_NODE;
2755         int ret = NUMA_NO_NODE;
2756
2757         /*
2758          * Make sure ptl is held so that we don't preempt and we
2759          * have a stable smp processor id
2760          */
2761         lockdep_assert_held(vmf->ptl);
2762         pol = get_vma_policy(vma, addr, folio_order(folio), &ilx);
2763         if (!(pol->flags & MPOL_F_MOF))
2764                 goto out;
2765
2766         switch (pol->mode) {
2767         case MPOL_INTERLEAVE:
2768                 polnid = interleave_nid(pol, ilx);
2769                 break;
2770
2771         case MPOL_WEIGHTED_INTERLEAVE:
2772                 polnid = weighted_interleave_nid(pol, ilx);
2773                 break;
2774
2775         case MPOL_PREFERRED:
2776                 if (node_isset(curnid, pol->nodes))
2777                         goto out;
2778                 polnid = first_node(pol->nodes);
2779                 break;
2780
2781         case MPOL_LOCAL:
2782                 polnid = numa_node_id();
2783                 break;
2784
2785         case MPOL_BIND:
2786         case MPOL_PREFERRED_MANY:
2787                 /*
2788                  * Even though MPOL_PREFERRED_MANY can allocate pages outside
2789                  * policy nodemask we don't allow numa migration to nodes
2790                  * outside policy nodemask for now. This is done so that if we
2791                  * want demotion to slow memory to happen, before allocating
2792                  * from some DRAM node say 'x', we will end up using a
2793                  * MPOL_PREFERRED_MANY mask excluding node 'x'. In such scenario
2794                  * we should not promote to node 'x' from slow memory node.
2795                  */
2796                 if (pol->flags & MPOL_F_MORON) {
2797                         /*
2798                          * Optimize placement among multiple nodes
2799                          * via NUMA balancing
2800                          */
2801                         if (node_isset(thisnid, pol->nodes))
2802                                 break;
2803                         goto out;
2804                 }
2805
2806                 /*
2807                  * use current page if in policy nodemask,
2808                  * else select nearest allowed node, if any.
2809                  * If no allowed nodes, use current [!misplaced].
2810                  */
2811                 if (node_isset(curnid, pol->nodes))
2812                         goto out;
2813                 z = first_zones_zonelist(
2814                                 node_zonelist(thisnid, GFP_HIGHUSER),
2815                                 gfp_zone(GFP_HIGHUSER),
2816                                 &pol->nodes);
2817                 polnid = zonelist_node_idx(z);
2818                 break;
2819
2820         default:
2821                 BUG();
2822         }
2823
2824         /* Migrate the folio towards the node whose CPU is referencing it */
2825         if (pol->flags & MPOL_F_MORON) {
2826                 polnid = thisnid;
2827
2828                 if (!should_numa_migrate_memory(current, folio, curnid,
2829                                                 thiscpu))
2830                         goto out;
2831         }
2832
2833         if (curnid != polnid)
2834                 ret = polnid;
2835 out:
2836         mpol_cond_put(pol);
2837
2838         return ret;
2839 }
2840
2841 /*
2842  * Drop the (possibly final) reference to task->mempolicy.  It needs to be
2843  * dropped after task->mempolicy is set to NULL so that any allocation done as
2844  * part of its kmem_cache_free(), such as by KASAN, doesn't reference a freed
2845  * policy.
2846  */
2847 void mpol_put_task_policy(struct task_struct *task)
2848 {
2849         struct mempolicy *pol;
2850
2851         task_lock(task);
2852         pol = task->mempolicy;
2853         task->mempolicy = NULL;
2854         task_unlock(task);
2855         mpol_put(pol);
2856 }
2857
2858 static void sp_delete(struct shared_policy *sp, struct sp_node *n)
2859 {
2860         rb_erase(&n->nd, &sp->root);
2861         sp_free(n);
2862 }
2863
2864 static void sp_node_init(struct sp_node *node, unsigned long start,
2865                         unsigned long end, struct mempolicy *pol)
2866 {
2867         node->start = start;
2868         node->end = end;
2869         node->policy = pol;
2870 }
2871
2872 static struct sp_node *sp_alloc(unsigned long start, unsigned long end,
2873                                 struct mempolicy *pol)
2874 {
2875         struct sp_node *n;
2876         struct mempolicy *newpol;
2877
2878         n = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2879         if (!n)
2880                 return NULL;
2881
2882         newpol = mpol_dup(pol);
2883         if (IS_ERR(newpol)) {
2884                 kmem_cache_free(sn_cache, n);
2885                 return NULL;
2886         }
2887         newpol->flags |= MPOL_F_SHARED;
2888         sp_node_init(n, start, end, newpol);
2889
2890         return n;
2891 }
2892
2893 /* Replace a policy range. */
2894 static int shared_policy_replace(struct shared_policy *sp, pgoff_t start,
2895                                  pgoff_t end, struct sp_node *new)
2896 {
2897         struct sp_node *n;
2898         struct sp_node *n_new = NULL;
2899         struct mempolicy *mpol_new = NULL;
2900         int ret = 0;
2901
2902 restart:
2903         write_lock(&sp->lock);
2904         n = sp_lookup(sp, start, end);
2905         /* Take care of old policies in the same range. */
2906         while (n && n->start < end) {
2907                 struct rb_node *next = rb_next(&n->nd);
2908                 if (n->start >= start) {
2909                         if (n->end <= end)
2910                                 sp_delete(sp, n);
2911                         else
2912                                 n->start = end;
2913                 } else {
2914                         /* Old policy spanning whole new range. */
2915                         if (n->end > end) {
2916                                 if (!n_new)
2917                                         goto alloc_new;
2918
2919                                 *mpol_new = *n->policy;
2920                                 atomic_set(&mpol_new->refcnt, 1);
2921                                 sp_node_init(n_new, end, n->end, mpol_new);
2922                                 n->end = start;
2923                                 sp_insert(sp, n_new);
2924                                 n_new = NULL;
2925                                 mpol_new = NULL;
2926                                 break;
2927                         } else
2928                                 n->end = start;
2929                 }
2930                 if (!next)
2931                         break;
2932                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
2933         }
2934         if (new)
2935                 sp_insert(sp, new);
2936         write_unlock(&sp->lock);
2937         ret = 0;
2938
2939 err_out:
2940         if (mpol_new)
2941                 mpol_put(mpol_new);
2942         if (n_new)
2943                 kmem_cache_free(sn_cache, n_new);
2944
2945         return ret;
2946
2947 alloc_new:
2948         write_unlock(&sp->lock);
2949         ret = -ENOMEM;
2950         n_new = kmem_cache_alloc(sn_cache, GFP_KERNEL);
2951         if (!n_new)
2952                 goto err_out;
2953         mpol_new = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
2954         if (!mpol_new)
2955                 goto err_out;
2956         atomic_set(&mpol_new->refcnt, 1);
2957         goto restart;
2958 }
2959
2960 /**
2961  * mpol_shared_policy_init - initialize shared policy for inode
2962  * @sp: pointer to inode shared policy
2963  * @mpol:  struct mempolicy to install
2964  *
2965  * Install non-NULL @mpol in inode's shared policy rb-tree.
2966  * On entry, the current task has a reference on a non-NULL @mpol.
2967  * This must be released on exit.
2968  * This is called at get_inode() calls and we can use GFP_KERNEL.
2969  */
2970 void mpol_shared_policy_init(struct shared_policy *sp, struct mempolicy *mpol)
2971 {
2972         int ret;
2973
2974         sp->root = RB_ROOT;             /* empty tree == default mempolicy */
2975         rwlock_init(&sp->lock);
2976
2977         if (mpol) {
2978                 struct sp_node *sn;
2979                 struct mempolicy *npol;
2980                 NODEMASK_SCRATCH(scratch);
2981
2982                 if (!scratch)
2983                         goto put_mpol;
2984
2985                 /* contextualize the tmpfs mount point mempolicy to this file */
2986                 npol = mpol_new(mpol->mode, mpol->flags, &mpol->w.user_nodemask);
2987                 if (IS_ERR(npol))
2988                         goto free_scratch; /* no valid nodemask intersection */
2989
2990                 task_lock(current);
2991                 ret = mpol_set_nodemask(npol, &mpol->w.user_nodemask, scratch);
2992                 task_unlock(current);
2993                 if (ret)
2994                         goto put_npol;
2995
2996                 /* alloc node covering entire file; adds ref to file's npol */
2997                 sn = sp_alloc(0, MAX_LFS_FILESIZE >> PAGE_SHIFT, npol);
2998                 if (sn)
2999                         sp_insert(sp, sn);
3000 put_npol:
3001                 mpol_put(npol); /* drop initial ref on file's npol */
3002 free_scratch:
3003                 NODEMASK_SCRATCH_FREE(scratch);
3004 put_mpol:
3005                 mpol_put(mpol); /* drop our incoming ref on sb mpol */
3006         }
3007 }
3008
3009 int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *sp,
3010                         struct vm_area_struct *vma, struct mempolicy *pol)
3011 {
3012         int err;
3013         struct sp_node *new = NULL;
3014         unsigned long sz = vma_pages(vma);
3015
3016         if (pol) {
3017                 new = sp_alloc(vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, pol);
3018                 if (!new)
3019                         return -ENOMEM;
3020         }
3021         err = shared_policy_replace(sp, vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, new);
3022         if (err && new)
3023                 sp_free(new);
3024         return err;
3025 }
3026
3027 /* Free a backing policy store on inode delete. */
3028 void mpol_free_shared_policy(struct shared_policy *sp)
3029 {
3030         struct sp_node *n;
3031         struct rb_node *next;
3032
3033         if (!sp->root.rb_node)
3034                 return;
3035         write_lock(&sp->lock);
3036         next = rb_first(&sp->root);
3037         while (next) {
3038                 n = rb_entry(next, struct sp_node, nd);
3039                 next = rb_next(&n->nd);
3040                 sp_delete(sp, n);
3041         }
3042         write_unlock(&sp->lock);
3043 }
3044
3045 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
3046 static int __initdata numabalancing_override;
3047
3048 static void __init check_numabalancing_enable(void)
3049 {
3050         bool numabalancing_default = false;
3051
3052         if (IS_ENABLED(CONFIG_NUMA_BALANCING_DEFAULT_ENABLED))
3053                 numabalancing_default = true;
3054
3055         /* Parsed by setup_numabalancing. override == 1 enables, -1 disables */
3056         if (numabalancing_override)
3057                 set_numabalancing_state(numabalancing_override == 1);
3058
3059         if (num_online_nodes() > 1 && !numabalancing_override) {
3060                 pr_info("%s automatic NUMA balancing. Configure with numa_balancing= or the kernel.numa_balancing sysctl\n",
3061                         numabalancing_default ? "Enabling" : "Disabling");
3062                 set_numabalancing_state(numabalancing_default);
3063         }
3064 }
3065
3066 static int __init setup_numabalancing(char *str)
3067 {
3068         int ret = 0;
3069         if (!str)
3070                 goto out;
3071
3072         if (!strcmp(str, "enable")) {
3073                 numabalancing_override = 1;
3074                 ret = 1;
3075         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
3076                 numabalancing_override = -1;
3077                 ret = 1;
3078         }
3079 out:
3080         if (!ret)
3081                 pr_warn("Unable to parse numa_balancing=\n");
3082
3083         return ret;
3084 }
3085 __setup("numa_balancing=", setup_numabalancing);
3086 #else
3087 static inline void __init check_numabalancing_enable(void)
3088 {
3089 }
3090 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
3091
3092 void __init numa_policy_init(void)
3093 {
3094         nodemask_t interleave_nodes;
3095         unsigned long largest = 0;
3096         int nid, prefer = 0;
3097
3098         policy_cache = kmem_cache_create("numa_policy",
3099                                          sizeof(struct mempolicy),
3100                                          0, SLAB_PANIC, NULL);
3101
3102         sn_cache = kmem_cache_create("shared_policy_node",
3103                                      sizeof(struct sp_node),
3104                                      0, SLAB_PANIC, NULL);
3105
3106         for_each_node(nid) {
3107                 preferred_node_policy[nid] = (struct mempolicy) {
3108                         .refcnt = ATOMIC_INIT(1),
3109                         .mode = MPOL_PREFERRED,
3110                         .flags = MPOL_F_MOF | MPOL_F_MORON,
3111                         .nodes = nodemask_of_node(nid),
3112                 };
3113         }
3114
3115         /*
3116          * Set interleaving policy for system init. Interleaving is only
3117          * enabled across suitably sized nodes (default is >= 16MB), or
3118          * fall back to the largest node if they're all smaller.
3119          */
3120         nodes_clear(interleave_nodes);
3121         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3122                 unsigned long total_pages = node_present_pages(nid);
3123
3124                 /* Preserve the largest node */
3125                 if (largest < total_pages) {
3126                         largest = total_pages;
3127                         prefer = nid;
3128                 }
3129
3130                 /* Interleave this node? */
3131                 if ((total_pages << PAGE_SHIFT) >= (16 << 20))
3132                         node_set(nid, interleave_nodes);
3133         }
3134
3135         /* All too small, use the largest */
3136         if (unlikely(nodes_empty(interleave_nodes)))
3137                 node_set(prefer, interleave_nodes);
3138
3139         if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, 0, &interleave_nodes))
3140                 pr_err("%s: interleaving failed\n", __func__);
3141
3142         check_numabalancing_enable();
3143 }
3144
3145 /* Reset policy of current process to default */
3146 void numa_default_policy(void)
3147 {
3148         do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, 0, NULL);
3149 }
3150
3151 /*
3152  * Parse and format mempolicy from/to strings
3153  */
3154 static const char * const policy_modes[] =
3155 {
3156         [MPOL_DEFAULT]    = "default",
3157         [MPOL_PREFERRED]  = "prefer",
3158         [MPOL_BIND]       = "bind",
3159         [MPOL_INTERLEAVE] = "interleave",
3160         [MPOL_WEIGHTED_INTERLEAVE] = "weighted interleave",
3161         [MPOL_LOCAL]      = "local",
3162         [MPOL_PREFERRED_MANY]  = "prefer (many)",
3163 };
3164
3165 #ifdef CONFIG_TMPFS
3166 /**
3167  * mpol_parse_str - parse string to mempolicy, for tmpfs mpol mount option.
3168  * @str:  string containing mempolicy to parse
3169  * @mpol:  pointer to struct mempolicy pointer, returned on success.
3170  *
3171  * Format of input:
3172  *      <mode>[=<flags>][:<nodelist>]
3173  *
3174  * Return: %0 on success, else %1
3175  */
3176 int mpol_parse_str(char *str, struct mempolicy **mpol)
3177 {
3178         struct mempolicy *new = NULL;
3179         unsigned short mode_flags;
3180         nodemask_t nodes;
3181         char *nodelist = strchr(str, ':');
3182         char *flags = strchr(str, '=');
3183         int err = 1, mode;
3184
3185         if (flags)
3186                 *flags++ = '\0';        /* terminate mode string */
3187
3188         if (nodelist) {
3189                 /* NUL-terminate mode or flags string */
3190                 *nodelist++ = '\0';
3191                 if (nodelist_parse(nodelist, nodes))
3192                         goto out;
3193                 if (!nodes_subset(nodes, node_states[N_MEMORY]))
3194                         goto out;
3195         } else
3196                 nodes_clear(nodes);
3197
3198         mode = match_string(policy_modes, MPOL_MAX, str);
3199         if (mode < 0)
3200                 goto out;
3201
3202         switch (mode) {
3203         case MPOL_PREFERRED:
3204                 /*
3205                  * Insist on a nodelist of one node only, although later
3206                  * we use first_node(nodes) to grab a single node, so here
3207                  * nodelist (or nodes) cannot be empty.
3208                  */
3209                 if (nodelist) {
3210                         char *rest = nodelist;
3211                         while (isdigit(*rest))
3212                                 rest++;
3213                         if (*rest)
3214                                 goto out;
3215                         if (nodes_empty(nodes))
3216                                 goto out;
3217                 }
3218                 break;
3219         case MPOL_INTERLEAVE:
3220         case MPOL_WEIGHTED_INTERLEAVE:
3221                 /*
3222                  * Default to online nodes with memory if no nodelist
3223                  */
3224                 if (!nodelist)
3225                         nodes = node_states[N_MEMORY];
3226                 break;
3227         case MPOL_LOCAL:
3228                 /*
3229                  * Don't allow a nodelist;  mpol_new() checks flags
3230                  */
3231                 if (nodelist)
3232                         goto out;
3233                 break;
3234         case MPOL_DEFAULT:
3235                 /*
3236                  * Insist on a empty nodelist
3237                  */
3238                 if (!nodelist)
3239                         err = 0;
3240                 goto out;
3241         case MPOL_PREFERRED_MANY:
3242         case MPOL_BIND:
3243                 /*
3244                  * Insist on a nodelist
3245                  */
3246                 if (!nodelist)
3247                         goto out;
3248         }
3249
3250         mode_flags = 0;
3251         if (flags) {
3252                 /*
3253                  * Currently, we only support two mutually exclusive
3254                  * mode flags.
3255                  */
3256                 if (!strcmp(flags, "static"))
3257                         mode_flags |= MPOL_F_STATIC_NODES;
3258                 else if (!strcmp(flags, "relative"))
3259                         mode_flags |= MPOL_F_RELATIVE_NODES;
3260                 else
3261                         goto out;
3262         }
3263
3264         new = mpol_new(mode, mode_flags, &nodes);
3265         if (IS_ERR(new))
3266                 goto out;
3267
3268         /*
3269          * Save nodes for mpol_to_str() to show the tmpfs mount options
3270          * for /proc/mounts, /proc/pid/mounts and /proc/pid/mountinfo.
3271          */
3272         if (mode != MPOL_PREFERRED) {
3273                 new->nodes = nodes;
3274         } else if (nodelist) {
3275                 nodes_clear(new->nodes);
3276                 node_set(first_node(nodes), new->nodes);
3277         } else {
3278                 new->mode = MPOL_LOCAL;
3279         }
3280
3281         /*
3282          * Save nodes for contextualization: this will be used to "clone"
3283          * the mempolicy in a specific context [cpuset] at a later time.
3284          */
3285         new->w.user_nodemask = nodes;
3286
3287         err = 0;
3288
3289 out:
3290         /* Restore string for error message */
3291         if (nodelist)
3292                 *--nodelist = ':';
3293         if (flags)
3294                 *--flags = '=';
3295         if (!err)
3296                 *mpol = new;
3297         return err;
3298 }
3299 #endif /* CONFIG_TMPFS */
3300
3301 /**
3302  * mpol_to_str - format a mempolicy structure for printing
3303  * @buffer:  to contain formatted mempolicy string
3304  * @maxlen:  length of @buffer
3305  * @pol:  pointer to mempolicy to be formatted
3306  *
3307  * Convert @pol into a string.  If @buffer is too short, truncate the string.
3308  * Recommend a @maxlen of at least 51 for the longest mode, "weighted
3309  * interleave", plus the longest flag flags, "relative|balancing", and to
3310  * display at least a few node ids.
3311  */
3312 void mpol_to_str(char *buffer, int maxlen, struct mempolicy *pol)
3313 {
3314         char *p = buffer;
3315         nodemask_t nodes = NODE_MASK_NONE;
3316         unsigned short mode = MPOL_DEFAULT;
3317         unsigned short flags = 0;
3318
3319         if (pol &&
3320             pol != &default_policy &&
3321             !(pol >= &preferred_node_policy[0] &&
3322               pol <= &preferred_node_policy[ARRAY_SIZE(preferred_node_policy) - 1])) {
3323                 mode = pol->mode;
3324                 flags = pol->flags;
3325         }
3326
3327         switch (mode) {
3328         case MPOL_DEFAULT:
3329         case MPOL_LOCAL:
3330                 break;
3331         case MPOL_PREFERRED:
3332         case MPOL_PREFERRED_MANY:
3333         case MPOL_BIND:
3334         case MPOL_INTERLEAVE:
3335         case MPOL_WEIGHTED_INTERLEAVE:
3336                 nodes = pol->nodes;
3337                 break;
3338         default:
3339                 WARN_ON_ONCE(1);
3340                 snprintf(p, maxlen, "unknown");
3341                 return;
3342         }
3343
3344         p += snprintf(p, maxlen, "%s", policy_modes[mode]);
3345
3346         if (flags & MPOL_MODE_FLAGS) {
3347                 p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "=");
3348
3349                 /*
3350                  * Static and relative are mutually exclusive.
3351                  */
3352                 if (flags & MPOL_F_STATIC_NODES)
3353                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "static");
3354                 else if (flags & MPOL_F_RELATIVE_NODES)
3355                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "relative");
3356
3357                 if (flags & MPOL_F_NUMA_BALANCING) {
3358                         if (!is_power_of_2(flags & MPOL_MODE_FLAGS))
3359                                 p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "|");
3360                         p += snprintf(p, buffer + maxlen - p, "balancing");
3361                 }
3362         }
3363
3364         if (!nodes_empty(nodes))
3365                 p += scnprintf(p, buffer + maxlen - p, ":%*pbl",
3366                                nodemask_pr_args(&nodes));
3367 }
3368
3369 #ifdef CONFIG_SYSFS
3370 struct iw_node_attr {
3371         struct kobj_attribute kobj_attr;
3372         int nid;
3373 };
3374
3375 static ssize_t node_show(struct kobject *kobj, struct kobj_attribute *attr,
3376                          char *buf)
3377 {
3378         struct iw_node_attr *node_attr;
3379         u8 weight;
3380
3381         node_attr = container_of(attr, struct iw_node_attr, kobj_attr);
3382         weight = get_il_weight(node_attr->nid);
3383         return sysfs_emit(buf, "%d\n", weight);
3384 }
3385
3386 static ssize_t node_store(struct kobject *kobj, struct kobj_attribute *attr,
3387                           const char *buf, size_t count)
3388 {
3389         struct iw_node_attr *node_attr;
3390         u8 *new;
3391         u8 *old;
3392         u8 weight = 0;
3393
3394         node_attr = container_of(attr, struct iw_node_attr, kobj_attr);
3395         if (count == 0 || sysfs_streq(buf, ""))
3396                 weight = 0;
3397         else if (kstrtou8(buf, 0, &weight))
3398                 return -EINVAL;
3399
3400         new = kzalloc(nr_node_ids, GFP_KERNEL);
3401         if (!new)
3402                 return -ENOMEM;
3403
3404         mutex_lock(&iw_table_lock);
3405         old = rcu_dereference_protected(iw_table,
3406                                         lockdep_is_held(&iw_table_lock));
3407         if (old)
3408                 memcpy(new, old, nr_node_ids);
3409         new[node_attr->nid] = weight;
3410         rcu_assign_pointer(iw_table, new);
3411         mutex_unlock(&iw_table_lock);
3412         synchronize_rcu();
3413         kfree(old);
3414         return count;
3415 }
3416
3417 static struct iw_node_attr **node_attrs;
3418
3419 static void sysfs_wi_node_release(struct iw_node_attr *node_attr,
3420                                   struct kobject *parent)
3421 {
3422         if (!node_attr)
3423                 return;
3424         sysfs_remove_file(parent, &node_attr->kobj_attr.attr);
3425         kfree(node_attr->kobj_attr.attr.name);
3426         kfree(node_attr);
3427 }
3428
3429 static void sysfs_wi_release(struct kobject *wi_kobj)
3430 {
3431         int i;
3432
3433         for (i = 0; i < nr_node_ids; i++)
3434                 sysfs_wi_node_release(node_attrs[i], wi_kobj);
3435         kobject_put(wi_kobj);
3436 }
3437
3438 static const struct kobj_type wi_ktype = {
3439         .sysfs_ops = &kobj_sysfs_ops,
3440         .release = sysfs_wi_release,
3441 };
3442
3443 static int add_weight_node(int nid, struct kobject *wi_kobj)
3444 {
3445         struct iw_node_attr *node_attr;
3446         char *name;
3447
3448         node_attr = kzalloc(sizeof(*node_attr), GFP_KERNEL);
3449         if (!node_attr)
3450                 return -ENOMEM;
3451
3452         name = kasprintf(GFP_KERNEL, "node%d", nid);
3453         if (!name) {
3454                 kfree(node_attr);
3455                 return -ENOMEM;
3456         }
3457
3458         sysfs_attr_init(&node_attr->kobj_attr.attr);
3459         node_attr->kobj_attr.attr.name = name;
3460         node_attr->kobj_attr.attr.mode = 0644;
3461         node_attr->kobj_attr.show = node_show;
3462         node_attr->kobj_attr.store = node_store;
3463         node_attr->nid = nid;
3464
3465         if (sysfs_create_file(wi_kobj, &node_attr->kobj_attr.attr)) {
3466                 kfree(node_attr->kobj_attr.attr.name);
3467                 kfree(node_attr);
3468                 pr_err("failed to add attribute to weighted_interleave\n");
3469                 return -ENOMEM;
3470         }
3471
3472         node_attrs[nid] = node_attr;
3473         return 0;
3474 }
3475
3476 static int add_weighted_interleave_group(struct kobject *root_kobj)
3477 {
3478         struct kobject *wi_kobj;
3479         int nid, err;
3480
3481         wi_kobj = kzalloc(sizeof(struct kobject), GFP_KERNEL);
3482         if (!wi_kobj)
3483                 return -ENOMEM;
3484
3485         err = kobject_init_and_add(wi_kobj, &wi_ktype, root_kobj,
3486                                    "weighted_interleave");
3487         if (err) {
3488                 kfree(wi_kobj);
3489                 return err;
3490         }
3491
3492         for_each_node_state(nid, N_POSSIBLE) {
3493                 err = add_weight_node(nid, wi_kobj);
3494                 if (err) {
3495                         pr_err("failed to add sysfs [node%d]\n", nid);
3496                         break;
3497                 }
3498         }
3499         if (err)
3500                 kobject_put(wi_kobj);
3501         return 0;
3502 }
3503
3504 static void mempolicy_kobj_release(struct kobject *kobj)
3505 {
3506         u8 *old;
3507
3508         mutex_lock(&iw_table_lock);
3509         old = rcu_dereference_protected(iw_table,
3510                                         lockdep_is_held(&iw_table_lock));
3511         rcu_assign_pointer(iw_table, NULL);
3512         mutex_unlock(&iw_table_lock);
3513         synchronize_rcu();
3514         kfree(old);
3515         kfree(node_attrs);
3516         kfree(kobj);
3517 }
3518
3519 static const struct kobj_type mempolicy_ktype = {
3520         .release = mempolicy_kobj_release
3521 };
3522
3523 static int __init mempolicy_sysfs_init(void)
3524 {
3525         int err;
3526         static struct kobject *mempolicy_kobj;
3527
3528         mempolicy_kobj = kzalloc(sizeof(*mempolicy_kobj), GFP_KERNEL);
3529         if (!mempolicy_kobj) {
3530                 err = -ENOMEM;
3531                 goto err_out;
3532         }
3533
3534         node_attrs = kcalloc(nr_node_ids, sizeof(struct iw_node_attr *),
3535                              GFP_KERNEL);
3536         if (!node_attrs) {
3537                 err = -ENOMEM;
3538                 goto mempol_out;
3539         }
3540
3541         err = kobject_init_and_add(mempolicy_kobj, &mempolicy_ktype, mm_kobj,
3542                                    "mempolicy");
3543         if (err)
3544                 goto node_out;
3545
3546         err = add_weighted_interleave_group(mempolicy_kobj);
3547         if (err) {
3548                 pr_err("mempolicy sysfs structure failed to initialize\n");
3549                 kobject_put(mempolicy_kobj);
3550                 return err;
3551         }
3552
3553         return err;
3554 node_out:
3555         kfree(node_attrs);
3556 mempol_out:
3557         kfree(mempolicy_kobj);
3558 err_out:
3559         pr_err("failed to add mempolicy kobject to the system\n");
3560         return err;
3561 }
3562
3563 late_initcall(mempolicy_sysfs_init);
3564 #endif /* CONFIG_SYSFS */
This page took 0.229222 seconds and 4 git commands to generate.