]> nv-tegra.nvidia Code Review - linux-2.6.git/blobdiff - mm/mempolicy.c
[PATCH] Swap Migration V5: sys_migrate_pages interface
[linux-2.6.git] / mm / mempolicy.c
index 37af443eb0944e5e81b4094bf5b7312540ce170d..20d5ad39fa411052a2f9554cf293b58ba926ddfd 100644 (file)
@@ -2,6 +2,7 @@
  * Simple NUMA memory policy for the Linux kernel.
  *
  * Copyright 2003,2004 Andi Kleen, SuSE Labs.
+ * (C) Copyright 2005 Christoph Lameter, Silicon Graphics, Inc.
  * Subject to the GNU Public License, version 2.
  *
  * NUMA policy allows the user to give hints in which node(s) memory should
  *                offset into the backing object or offset into the mapping
  *                for anonymous memory. For process policy an process counter
  *                is used.
+ *
  * bind           Only allocate memory on a specific set of nodes,
  *                no fallback.
+ *                FIXME: memory is allocated starting with the first node
+ *                to the last. It would be better if bind would truly restrict
+ *                the allocation to memory nodes instead
+ *
  * preferred       Try a specific node first before normal fallback.
  *                As a special case node -1 here means do the allocation
  *                on the local CPU. This is normally identical to default,
  *                but useful to set in a VMA when you have a non default
  *                process policy.
+ *
  * default        Allocate on the local node first, or when on a VMA
  *                use the process policy. This is what Linux always did
  *               in a NUMA aware kernel and still does by, ahem, default.
 #include <linux/init.h>
 #include <linux/compat.h>
 #include <linux/mempolicy.h>
+#include <linux/swap.h>
+
 #include <asm/tlbflush.h>
 #include <asm/uaccess.h>
 
+/* Internal MPOL_MF_xxx flags */
+#define MPOL_MF_DISCONTIG_OK (MPOL_MF_INTERNAL << 0)   /* Skip checks for continuous vmas */
+
 static kmem_cache_t *policy_cache;
 static kmem_cache_t *sn_cache;
 
@@ -86,30 +98,17 @@ static kmem_cache_t *sn_cache;
 
 /* Highest zone. An specific allocation for a zone below that is not
    policied. */
-static int policy_zone;
+int policy_zone = ZONE_DMA;
 
 struct mempolicy default_policy = {
        .refcnt = ATOMIC_INIT(1), /* never free it */
        .policy = MPOL_DEFAULT,
 };
 
-/* Check if all specified nodes are online */
-static int nodes_online(unsigned long *nodes)
-{
-       DECLARE_BITMAP(online2, MAX_NUMNODES);
-
-       bitmap_copy(online2, nodes_addr(node_online_map), MAX_NUMNODES);
-       if (bitmap_empty(online2, MAX_NUMNODES))
-               set_bit(0, online2);
-       if (!bitmap_subset(nodes, online2, MAX_NUMNODES))
-               return -EINVAL;
-       return 0;
-}
-
 /* Do sanity checking on a policy */
-static int mpol_check_policy(int mode, unsigned long *nodes)
+static int mpol_check_policy(int mode, nodemask_t *nodes)
 {
-       int empty = bitmap_empty(nodes, MAX_NUMNODES);
+       int empty = nodes_empty(*nodes);
 
        switch (mode) {
        case MPOL_DEFAULT:
@@ -124,92 +123,31 @@ static int mpol_check_policy(int mode, unsigned long *nodes)
                        return -EINVAL;
                break;
        }
-       return nodes_online(nodes);
-}
-
-/* Copy a node mask from user space. */
-static int get_nodes(unsigned long *nodes, unsigned long __user *nmask,
-                    unsigned long maxnode, int mode)
-{
-       unsigned long k;
-       unsigned long nlongs;
-       unsigned long endmask;
-
-       --maxnode;
-       bitmap_zero(nodes, MAX_NUMNODES);
-       if (maxnode == 0 || !nmask)
-               return 0;
-
-       nlongs = BITS_TO_LONGS(maxnode);
-       if ((maxnode % BITS_PER_LONG) == 0)
-               endmask = ~0UL;
-       else
-               endmask = (1UL << (maxnode % BITS_PER_LONG)) - 1;
-
-       /* When the user specified more nodes than supported just check
-          if the non supported part is all zero. */
-       if (nlongs > BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES)) {
-               if (nlongs > PAGE_SIZE/sizeof(long))
-                       return -EINVAL;
-               for (k = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES); k < nlongs; k++) {
-                       unsigned long t;
-                       if (get_user(t,  nmask + k))
-                               return -EFAULT;
-                       if (k == nlongs - 1) {
-                               if (t & endmask)
-                                       return -EINVAL;
-                       } else if (t)
-                               return -EINVAL;
-               }
-               nlongs = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES);
-               endmask = ~0UL;
-       }
-
-       if (copy_from_user(nodes, nmask, nlongs*sizeof(unsigned long)))
-               return -EFAULT;
-       nodes[nlongs-1] &= endmask;
-       /* Update current mems_allowed */
-       cpuset_update_current_mems_allowed();
-       /* Ignore nodes not set in current->mems_allowed */
-       cpuset_restrict_to_mems_allowed(nodes);
-       return mpol_check_policy(mode, nodes);
+       return nodes_subset(*nodes, node_online_map) ? 0 : -EINVAL;
 }
-
 /* Generate a custom zonelist for the BIND policy. */
-static struct zonelist *bind_zonelist(unsigned long *nodes)
+static struct zonelist *bind_zonelist(nodemask_t *nodes)
 {
        struct zonelist *zl;
        int num, max, nd;
 
-       max = 1 + MAX_NR_ZONES * bitmap_weight(nodes, MAX_NUMNODES);
+       max = 1 + MAX_NR_ZONES * nodes_weight(*nodes);
        zl = kmalloc(sizeof(void *) * max, GFP_KERNEL);
        if (!zl)
                return NULL;
        num = 0;
-       for (nd = find_first_bit(nodes, MAX_NUMNODES);
-            nd < MAX_NUMNODES;
-            nd = find_next_bit(nodes, MAX_NUMNODES, 1+nd)) {
-               int k;
-               for (k = MAX_NR_ZONES-1; k >= 0; k--) {
-                       struct zone *z = &NODE_DATA(nd)->node_zones[k];
-                       if (!z->present_pages)
-                               continue;
-                       zl->zones[num++] = z;
-                       if (k > policy_zone)
-                               policy_zone = k;
-               }
-       }
-       BUG_ON(num >= max);
+       for_each_node_mask(nd, *nodes)
+               zl->zones[num++] = &NODE_DATA(nd)->node_zones[policy_zone];
        zl->zones[num] = NULL;
        return zl;
 }
 
 /* Create a new policy */
-static struct mempolicy *mpol_new(int mode, unsigned long *nodes)
+static struct mempolicy *mpol_new(int mode, nodemask_t *nodes)
 {
        struct mempolicy *policy;
 
-       PDprintk("setting mode %d nodes[0] %lx\n", mode, nodes[0]);
+       PDprintk("setting mode %d nodes[0] %lx\n", mode, nodes_addr(*nodes)[0]);
        if (mode == MPOL_DEFAULT)
                return NULL;
        policy = kmem_cache_alloc(policy_cache, GFP_KERNEL);
@@ -218,10 +156,14 @@ static struct mempolicy *mpol_new(int mode, unsigned long *nodes)
        atomic_set(&policy->refcnt, 1);
        switch (mode) {
        case MPOL_INTERLEAVE:
-               bitmap_copy(policy->v.nodes, nodes, MAX_NUMNODES);
+               policy->v.nodes = *nodes;
+               if (nodes_weight(*nodes) == 0) {
+                       kmem_cache_free(policy_cache, policy);
+                       return ERR_PTR(-EINVAL);
+               }
                break;
        case MPOL_PREFERRED:
-               policy->v.preferred_node = find_first_bit(nodes, MAX_NUMNODES);
+               policy->v.preferred_node = first_node(*nodes);
                if (policy->v.preferred_node >= MAX_NUMNODES)
                        policy->v.preferred_node = -1;
                break;
@@ -237,35 +179,90 @@ static struct mempolicy *mpol_new(int mode, unsigned long *nodes)
        return policy;
 }
 
+/* Check if we are the only process mapping the page in question */
+static inline int single_mm_mapping(struct mm_struct *mm,
+                       struct address_space *mapping)
+{
+       struct vm_area_struct *vma;
+       struct prio_tree_iter iter;
+       int rc = 1;
+
+       spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
+       vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, 0, ULONG_MAX)
+               if (mm != vma->vm_mm) {
+                       rc = 0;
+                       goto out;
+               }
+       list_for_each_entry(vma, &mapping->i_mmap_nonlinear, shared.vm_set.list)
+               if (mm != vma->vm_mm) {
+                       rc = 0;
+                       goto out;
+               }
+out:
+       spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
+       return rc;
+}
+
+/*
+ * Add a page to be migrated to the pagelist
+ */
+static void migrate_page_add(struct vm_area_struct *vma,
+       struct page *page, struct list_head *pagelist, unsigned long flags)
+{
+       /*
+        * Avoid migrating a page that is shared by others and not writable.
+        */
+       if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) || !page->mapping || PageAnon(page) ||
+           mapping_writably_mapped(page->mapping) ||
+           single_mm_mapping(vma->vm_mm, page->mapping)) {
+               int rc = isolate_lru_page(page);
+
+               if (rc == 1)
+                       list_add(&page->lru, pagelist);
+               /*
+                * If the isolate attempt was not successful then we just
+                * encountered an unswappable page. Something must be wrong.
+                */
+               WARN_ON(rc == 0);
+       }
+}
+
 /* Ensure all existing pages follow the policy. */
-static int check_pte_range(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmd,
-               unsigned long addr, unsigned long end, unsigned long *nodes)
+static int check_pte_range(struct vm_area_struct *vma, pmd_t *pmd,
+               unsigned long addr, unsigned long end,
+               const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
+               struct list_head *pagelist)
 {
        pte_t *orig_pte;
        pte_t *pte;
+       spinlock_t *ptl;
 
-       spin_lock(&mm->page_table_lock);
-       orig_pte = pte = pte_offset_map(pmd, addr);
+       orig_pte = pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
        do {
-               unsigned long pfn;
+               struct page *page;
                unsigned int nid;
 
                if (!pte_present(*pte))
                        continue;
-               pfn = pte_pfn(*pte);
-               if (!pfn_valid(pfn))
+               page = vm_normal_page(vma, addr, *pte);
+               if (!page)
                        continue;
-               nid = pfn_to_nid(pfn);
-               if (!test_bit(nid, nodes))
-                       break;
+               nid = page_to_nid(page);
+               if (!node_isset(nid, *nodes)) {
+                       if (pagelist)
+                               migrate_page_add(vma, page, pagelist, flags);
+                       else
+                               break;
+               }
        } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
-       pte_unmap(orig_pte);
-       spin_unlock(&mm->page_table_lock);
+       pte_unmap_unlock(orig_pte, ptl);
        return addr != end;
 }
 
-static inline int check_pmd_range(struct mm_struct *mm, pud_t *pud,
-               unsigned long addr, unsigned long end, unsigned long *nodes)
+static inline int check_pmd_range(struct vm_area_struct *vma, pud_t *pud,
+               unsigned long addr, unsigned long end,
+               const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
+               struct list_head *pagelist)
 {
        pmd_t *pmd;
        unsigned long next;
@@ -275,14 +272,17 @@ static inline int check_pmd_range(struct mm_struct *mm, pud_t *pud,
                next = pmd_addr_end(addr, end);
                if (pmd_none_or_clear_bad(pmd))
                        continue;
-               if (check_pte_range(mm, pmd, addr, next, nodes))
+               if (check_pte_range(vma, pmd, addr, next, nodes,
+                                   flags, pagelist))
                        return -EIO;
        } while (pmd++, addr = next, addr != end);
        return 0;
 }
 
-static inline int check_pud_range(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
-               unsigned long addr, unsigned long end, unsigned long *nodes)
+static inline int check_pud_range(struct vm_area_struct *vma, pgd_t *pgd,
+               unsigned long addr, unsigned long end,
+               const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
+               struct list_head *pagelist)
 {
        pud_t *pud;
        unsigned long next;
@@ -292,33 +292,51 @@ static inline int check_pud_range(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd,
                next = pud_addr_end(addr, end);
                if (pud_none_or_clear_bad(pud))
                        continue;
-               if (check_pmd_range(mm, pud, addr, next, nodes))
+               if (check_pmd_range(vma, pud, addr, next, nodes,
+                                   flags, pagelist))
                        return -EIO;
        } while (pud++, addr = next, addr != end);
        return 0;
 }
 
-static inline int check_pgd_range(struct mm_struct *mm,
-               unsigned long addr, unsigned long end, unsigned long *nodes)
+static inline int check_pgd_range(struct vm_area_struct *vma,
+               unsigned long addr, unsigned long end,
+               const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
+               struct list_head *pagelist)
 {
        pgd_t *pgd;
        unsigned long next;
 
-       pgd = pgd_offset(mm, addr);
+       pgd = pgd_offset(vma->vm_mm, addr);
        do {
                next = pgd_addr_end(addr, end);
                if (pgd_none_or_clear_bad(pgd))
                        continue;
-               if (check_pud_range(mm, pgd, addr, next, nodes))
+               if (check_pud_range(vma, pgd, addr, next, nodes,
+                                   flags, pagelist))
                        return -EIO;
        } while (pgd++, addr = next, addr != end);
        return 0;
 }
 
-/* Step 1: check the range */
+/* Check if a vma is migratable */
+static inline int vma_migratable(struct vm_area_struct *vma)
+{
+       if (vma->vm_flags & (
+               VM_LOCKED|VM_IO|VM_HUGETLB|VM_PFNMAP))
+               return 0;
+       return 1;
+}
+
+/*
+ * Check if all pages in a range are on a set of nodes.
+ * If pagelist != NULL then isolate pages from the LRU and
+ * put them on the pagelist.
+ */
 static struct vm_area_struct *
 check_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start, unsigned long end,
-           unsigned long *nodes, unsigned long flags)
+               const nodemask_t *nodes, unsigned long flags,
+               struct list_head *pagelist)
 {
        int err;
        struct vm_area_struct *first, *vma, *prev;
@@ -328,18 +346,24 @@ check_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start, unsigned long end,
                return ERR_PTR(-EFAULT);
        prev = NULL;
        for (vma = first; vma && vma->vm_start < end; vma = vma->vm_next) {
-               if (!vma->vm_next && vma->vm_end < end)
-                       return ERR_PTR(-EFAULT);
-               if (prev && prev->vm_end < vma->vm_start)
-                       return ERR_PTR(-EFAULT);
-               if ((flags & MPOL_MF_STRICT) && !is_vm_hugetlb_page(vma)) {
+               if (!(flags & MPOL_MF_DISCONTIG_OK)) {
+                       if (!vma->vm_next && vma->vm_end < end)
+                               return ERR_PTR(-EFAULT);
+                       if (prev && prev->vm_end < vma->vm_start)
+                               return ERR_PTR(-EFAULT);
+               }
+               if (!is_vm_hugetlb_page(vma) &&
+                   ((flags & MPOL_MF_STRICT) ||
+                    ((flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) &&
+                               vma_migratable(vma)))) {
                        unsigned long endvma = vma->vm_end;
+
                        if (endvma > end)
                                endvma = end;
                        if (vma->vm_start > start)
                                start = vma->vm_start;
-                       err = check_pgd_range(vma->vm_mm,
-                                          start, endvma, nodes);
+                       err = check_pgd_range(vma, start, endvma, nodes,
+                                               flags, pagelist);
                        if (err) {
                                first = ERR_PTR(err);
                                break;
@@ -393,98 +417,124 @@ static int mbind_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
        return err;
 }
 
-/* Change policy for a memory range */
-asmlinkage long sys_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
-                         unsigned long mode,
-                         unsigned long __user *nmask, unsigned long maxnode,
-                         unsigned flags)
+static int contextualize_policy(int mode, nodemask_t *nodes)
+{
+       if (!nodes)
+               return 0;
+
+       /* Update current mems_allowed */
+       cpuset_update_current_mems_allowed();
+       /* Ignore nodes not set in current->mems_allowed */
+       cpuset_restrict_to_mems_allowed(nodes->bits);
+       return mpol_check_policy(mode, nodes);
+}
+
+long do_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
+               unsigned long mode, nodemask_t *nmask, unsigned long flags)
 {
        struct vm_area_struct *vma;
        struct mm_struct *mm = current->mm;
        struct mempolicy *new;
        unsigned long end;
-       DECLARE_BITMAP(nodes, MAX_NUMNODES);
        int err;
+       LIST_HEAD(pagelist);
 
-       if ((flags & ~(unsigned long)(MPOL_MF_STRICT)) || mode > MPOL_MAX)
+       if ((flags & ~(unsigned long)(MPOL_MF_STRICT|MPOL_MF_MOVE|MPOL_MF_MOVE_ALL))
+           || mode > MPOL_MAX)
                return -EINVAL;
+       if ((flags & MPOL_MF_MOVE_ALL) && !capable(CAP_SYS_RESOURCE))
+               return -EPERM;
+
        if (start & ~PAGE_MASK)
                return -EINVAL;
+
        if (mode == MPOL_DEFAULT)
                flags &= ~MPOL_MF_STRICT;
+
        len = (len + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
        end = start + len;
+
        if (end < start)
                return -EINVAL;
        if (end == start)
                return 0;
 
-       err = get_nodes(nodes, nmask, maxnode, mode);
-       if (err)
-               return err;
+       if (mpol_check_policy(mode, nmask))
+               return -EINVAL;
 
-       new = mpol_new(mode, nodes);
+       new = mpol_new(mode, nmask);
        if (IS_ERR(new))
                return PTR_ERR(new);
 
+       /*
+        * If we are using the default policy then operation
+        * on discontinuous address spaces is okay after all
+        */
+       if (!new)
+               flags |= MPOL_MF_DISCONTIG_OK;
+
        PDprintk("mbind %lx-%lx mode:%ld nodes:%lx\n",start,start+len,
-                       mode,nodes[0]);
+                       mode,nodes_addr(nodes)[0]);
 
        down_write(&mm->mmap_sem);
-       vma = check_range(mm, start, end, nodes, flags);
+       vma = check_range(mm, start, end, nmask, flags,
+             (flags & (MPOL_MF_MOVE | MPOL_MF_MOVE_ALL)) ? &pagelist : NULL);
        err = PTR_ERR(vma);
-       if (!IS_ERR(vma))
+       if (!IS_ERR(vma)) {
                err = mbind_range(vma, start, end, new);
+               if (!list_empty(&pagelist))
+                       migrate_pages(&pagelist, NULL);
+               if (!err && !list_empty(&pagelist) && (flags & MPOL_MF_STRICT))
+                       err = -EIO;
+       }
+       if (!list_empty(&pagelist))
+               putback_lru_pages(&pagelist);
+
        up_write(&mm->mmap_sem);
        mpol_free(new);
        return err;
 }
 
 /* Set the process memory policy */
-asmlinkage long sys_set_mempolicy(int mode, unsigned long __user *nmask,
-                                  unsigned long maxnode)
+long do_set_mempolicy(int mode, nodemask_t *nodes)
 {
-       int err;
        struct mempolicy *new;
-       DECLARE_BITMAP(nodes, MAX_NUMNODES);
 
-       if (mode < 0 || mode > MPOL_MAX)
+       if (contextualize_policy(mode, nodes))
                return -EINVAL;
-       err = get_nodes(nodes, nmask, maxnode, mode);
-       if (err)
-               return err;
        new = mpol_new(mode, nodes);
        if (IS_ERR(new))
                return PTR_ERR(new);
        mpol_free(current->mempolicy);
        current->mempolicy = new;
        if (new && new->policy == MPOL_INTERLEAVE)
-               current->il_next = find_first_bit(new->v.nodes, MAX_NUMNODES);
+               current->il_next = first_node(new->v.nodes);
        return 0;
 }
 
 /* Fill a zone bitmap for a policy */
-static void get_zonemask(struct mempolicy *p, unsigned long *nodes)
+static void get_zonemask(struct mempolicy *p, nodemask_t *nodes)
 {
        int i;
 
-       bitmap_zero(nodes, MAX_NUMNODES);
+       nodes_clear(*nodes);
        switch (p->policy) {
        case MPOL_BIND:
                for (i = 0; p->v.zonelist->zones[i]; i++)
-                       __set_bit(p->v.zonelist->zones[i]->zone_pgdat->node_id, nodes);
+                       node_set(p->v.zonelist->zones[i]->zone_pgdat->node_id,
+                               *nodes);
                break;
        case MPOL_DEFAULT:
                break;
        case MPOL_INTERLEAVE:
-               bitmap_copy(nodes, p->v.nodes, MAX_NUMNODES);
+               *nodes = p->v.nodes;
                break;
        case MPOL_PREFERRED:
                /* or use current node instead of online map? */
                if (p->v.preferred_node < 0)
-                       bitmap_copy(nodes, nodes_addr(node_online_map), MAX_NUMNODES);
+                       *nodes = node_online_map;
                else
-                       __set_bit(p->v.preferred_node, nodes);
+                       node_set(p->v.preferred_node, *nodes);
                break;
        default:
                BUG();
@@ -504,37 +554,18 @@ static int lookup_node(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
        return err;
 }
 
-/* Copy a kernel node mask to user space */
-static int copy_nodes_to_user(unsigned long __user *mask, unsigned long maxnode,
-                             void *nodes, unsigned nbytes)
-{
-       unsigned long copy = ALIGN(maxnode-1, 64) / 8;
-
-       if (copy > nbytes) {
-               if (copy > PAGE_SIZE)
-                       return -EINVAL;
-               if (clear_user((char __user *)mask + nbytes, copy - nbytes))
-                       return -EFAULT;
-               copy = nbytes;
-       }
-       return copy_to_user(mask, nodes, copy) ? -EFAULT : 0;
-}
-
 /* Retrieve NUMA policy */
-asmlinkage long sys_get_mempolicy(int __user *policy,
-                                 unsigned long __user *nmask,
-                                 unsigned long maxnode,
-                                 unsigned long addr, unsigned long flags)
+long do_get_mempolicy(int *policy, nodemask_t *nmask,
+                       unsigned long addr, unsigned long flags)
 {
-       int err, pval;
+       int err;
        struct mm_struct *mm = current->mm;
        struct vm_area_struct *vma = NULL;
        struct mempolicy *pol = current->mempolicy;
 
+       cpuset_update_current_mems_allowed();
        if (flags & ~(unsigned long)(MPOL_F_NODE|MPOL_F_ADDR))
                return -EINVAL;
-       if (nmask != NULL && maxnode < MAX_NUMNODES)
-               return -EINVAL;
        if (flags & MPOL_F_ADDR) {
                down_read(&mm->mmap_sem);
                vma = find_vma_intersection(mm, addr, addr+1);
@@ -557,31 +588,25 @@ asmlinkage long sys_get_mempolicy(int __user *policy,
                        err = lookup_node(mm, addr);
                        if (err < 0)
                                goto out;
-                       pval = err;
+                       *policy = err;
                } else if (pol == current->mempolicy &&
                                pol->policy == MPOL_INTERLEAVE) {
-                       pval = current->il_next;
+                       *policy = current->il_next;
                } else {
                        err = -EINVAL;
                        goto out;
                }
        } else
-               pval = pol->policy;
+               *policy = pol->policy;
 
        if (vma) {
                up_read(&current->mm->mmap_sem);
                vma = NULL;
        }
 
-       if (policy && put_user(pval, policy))
-               return -EFAULT;
-
        err = 0;
-       if (nmask) {
-               DECLARE_BITMAP(nodes, MAX_NUMNODES);
-               get_zonemask(pol, nodes);
-               err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, nodes, sizeof(nodes));
-       }
+       if (nmask)
+               get_zonemask(pol, nmask);
 
  out:
        if (vma)
@@ -589,6 +614,218 @@ asmlinkage long sys_get_mempolicy(int __user *policy,
        return err;
 }
 
+/*
+ * For now migrate_pages simply swaps out the pages from nodes that are in
+ * the source set but not in the target set. In the future, we would
+ * want a function that moves pages between the two nodesets in such
+ * a way as to preserve the physical layout as much as possible.
+ *
+ * Returns the number of page that could not be moved.
+ */
+int do_migrate_pages(struct mm_struct *mm,
+       const nodemask_t *from_nodes, const nodemask_t *to_nodes, int flags)
+{
+       LIST_HEAD(pagelist);
+       int count = 0;
+       nodemask_t nodes;
+
+       nodes_andnot(nodes, *from_nodes, *to_nodes);
+       nodes_complement(nodes, nodes);
+
+       down_read(&mm->mmap_sem);
+       check_range(mm, mm->mmap->vm_start, TASK_SIZE, &nodes,
+                       flags | MPOL_MF_DISCONTIG_OK, &pagelist);
+       if (!list_empty(&pagelist)) {
+               migrate_pages(&pagelist, NULL);
+               if (!list_empty(&pagelist))
+                       count = putback_lru_pages(&pagelist);
+       }
+       up_read(&mm->mmap_sem);
+       return count;
+}
+
+/*
+ * User space interface with variable sized bitmaps for nodelists.
+ */
+
+/* Copy a node mask from user space. */
+static int get_nodes(nodemask_t *nodes, const unsigned long __user *nmask,
+                    unsigned long maxnode)
+{
+       unsigned long k;
+       unsigned long nlongs;
+       unsigned long endmask;
+
+       --maxnode;
+       nodes_clear(*nodes);
+       if (maxnode == 0 || !nmask)
+               return 0;
+
+       nlongs = BITS_TO_LONGS(maxnode);
+       if ((maxnode % BITS_PER_LONG) == 0)
+               endmask = ~0UL;
+       else
+               endmask = (1UL << (maxnode % BITS_PER_LONG)) - 1;
+
+       /* When the user specified more nodes than supported just check
+          if the non supported part is all zero. */
+       if (nlongs > BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES)) {
+               if (nlongs > PAGE_SIZE/sizeof(long))
+                       return -EINVAL;
+               for (k = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES); k < nlongs; k++) {
+                       unsigned long t;
+                       if (get_user(t, nmask + k))
+                               return -EFAULT;
+                       if (k == nlongs - 1) {
+                               if (t & endmask)
+                                       return -EINVAL;
+                       } else if (t)
+                               return -EINVAL;
+               }
+               nlongs = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES);
+               endmask = ~0UL;
+       }
+
+       if (copy_from_user(nodes_addr(*nodes), nmask, nlongs*sizeof(unsigned long)))
+               return -EFAULT;
+       nodes_addr(*nodes)[nlongs-1] &= endmask;
+       return 0;
+}
+
+/* Copy a kernel node mask to user space */
+static int copy_nodes_to_user(unsigned long __user *mask, unsigned long maxnode,
+                             nodemask_t *nodes)
+{
+       unsigned long copy = ALIGN(maxnode-1, 64) / 8;
+       const int nbytes = BITS_TO_LONGS(MAX_NUMNODES) * sizeof(long);
+
+       if (copy > nbytes) {
+               if (copy > PAGE_SIZE)
+                       return -EINVAL;
+               if (clear_user((char __user *)mask + nbytes, copy - nbytes))
+                       return -EFAULT;
+               copy = nbytes;
+       }
+       return copy_to_user(mask, nodes_addr(*nodes), copy) ? -EFAULT : 0;
+}
+
+asmlinkage long sys_mbind(unsigned long start, unsigned long len,
+                       unsigned long mode,
+                       unsigned long __user *nmask, unsigned long maxnode,
+                       unsigned flags)
+{
+       nodemask_t nodes;
+       int err;
+
+       err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
+       if (err)
+               return err;
+       return do_mbind(start, len, mode, &nodes, flags);
+}
+
+/* Set the process memory policy */
+asmlinkage long sys_set_mempolicy(int mode, unsigned long __user *nmask,
+               unsigned long maxnode)
+{
+       int err;
+       nodemask_t nodes;
+
+       if (mode < 0 || mode > MPOL_MAX)
+               return -EINVAL;
+       err = get_nodes(&nodes, nmask, maxnode);
+       if (err)
+               return err;
+       return do_set_mempolicy(mode, &nodes);
+}
+
+/* Macro needed until Paul implements this function in kernel/cpusets.c */
+#define cpuset_mems_allowed(task) node_online_map
+
+asmlinkage long sys_migrate_pages(pid_t pid, unsigned long maxnode,
+               const unsigned long __user *old_nodes,
+               const unsigned long __user *new_nodes)
+{
+       struct mm_struct *mm;
+       struct task_struct *task;
+       nodemask_t old;
+       nodemask_t new;
+       nodemask_t task_nodes;
+       int err;
+
+       err = get_nodes(&old, old_nodes, maxnode);
+       if (err)
+               return err;
+
+       err = get_nodes(&new, new_nodes, maxnode);
+       if (err)
+               return err;
+
+       /* Find the mm_struct */
+       read_lock(&tasklist_lock);
+       task = pid ? find_task_by_pid(pid) : current;
+       if (!task) {
+               read_unlock(&tasklist_lock);
+               return -ESRCH;
+       }
+       mm = get_task_mm(task);
+       read_unlock(&tasklist_lock);
+
+       if (!mm)
+               return -EINVAL;
+
+       /*
+        * Check if this process has the right to modify the specified
+        * process. The right exists if the process has administrative
+        * capabilities, superuser priviledges or the same
+        * userid as the target process.
+        */
+       if ((current->euid != task->suid) && (current->euid != task->uid) &&
+           (current->uid != task->suid) && (current->uid != task->uid) &&
+           !capable(CAP_SYS_ADMIN)) {
+               err = -EPERM;
+               goto out;
+       }
+
+       task_nodes = cpuset_mems_allowed(task);
+       /* Is the user allowed to access the target nodes? */
+       if (!nodes_subset(new, task_nodes) && !capable(CAP_SYS_ADMIN)) {
+               err = -EPERM;
+               goto out;
+       }
+
+       err = do_migrate_pages(mm, &old, &new, MPOL_MF_MOVE);
+out:
+       mmput(mm);
+       return err;
+}
+
+
+/* Retrieve NUMA policy */
+asmlinkage long sys_get_mempolicy(int __user *policy,
+                               unsigned long __user *nmask,
+                               unsigned long maxnode,
+                               unsigned long addr, unsigned long flags)
+{
+       int err, pval;
+       nodemask_t nodes;
+
+       if (nmask != NULL && maxnode < MAX_NUMNODES)
+               return -EINVAL;
+
+       err = do_get_mempolicy(&pval, &nodes, addr, flags);
+
+       if (err)
+               return err;
+
+       if (policy && put_user(pval, policy))
+               return -EFAULT;
+
+       if (nmask)
+               err = copy_nodes_to_user(nmask, maxnode, &nodes);
+
+       return err;
+}
+
 #ifdef CONFIG_COMPAT
 
 asmlinkage long compat_sys_get_mempolicy(int __user *policy,
@@ -649,15 +886,15 @@ asmlinkage long compat_sys_mbind(compat_ulong_t start, compat_ulong_t len,
        long err = 0;
        unsigned long __user *nm = NULL;
        unsigned long nr_bits, alloc_size;
-       DECLARE_BITMAP(bm, MAX_NUMNODES);
+       nodemask_t bm;
 
        nr_bits = min_t(unsigned long, maxnode-1, MAX_NUMNODES);
        alloc_size = ALIGN(nr_bits, BITS_PER_LONG) / 8;
 
        if (nmask) {
-               err = compat_get_bitmap(bm, nmask, nr_bits);
+               err = compat_get_bitmap(nodes_addr(bm), nmask, nr_bits);
                nm = compat_alloc_user_space(alloc_size);
-               err |= copy_to_user(nm, bm, alloc_size);
+               err |= copy_to_user(nm, nodes_addr(bm), alloc_size);
        }
 
        if (err)
@@ -676,7 +913,7 @@ get_vma_policy(struct task_struct *task, struct vm_area_struct *vma, unsigned lo
 
        if (vma) {
                if (vma->vm_ops && vma->vm_ops->get_policy)
-                       pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
+                       pol = vma->vm_ops->get_policy(vma, addr);
                else if (vma->vm_policy &&
                                vma->vm_policy->policy != MPOL_DEFAULT)
                        pol = vma->vm_policy;
@@ -700,7 +937,7 @@ static struct zonelist *zonelist_policy(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
        case MPOL_BIND:
                /* Lower zones don't get a policy applied */
                /* Careful: current->mems_allowed might have moved */
-               if ((gfp & GFP_ZONEMASK) >= policy_zone)
+               if (gfp_zone(gfp) >= policy_zone)
                        if (cpuset_zonelist_valid_mems_allowed(policy->v.zonelist))
                                return policy->v.zonelist;
                /*FALL THROUGH*/
@@ -712,7 +949,7 @@ static struct zonelist *zonelist_policy(gfp_t gfp, struct mempolicy *policy)
                nd = 0;
                BUG();
        }
-       return NODE_DATA(nd)->node_zonelists + (gfp & GFP_ZONEMASK);
+       return NODE_DATA(nd)->node_zonelists + gfp_zone(gfp);
 }
 
 /* Do dynamic interleaving for a process */
@@ -722,10 +959,9 @@ static unsigned interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
        struct task_struct *me = current;
 
        nid = me->il_next;
-       BUG_ON(nid >= MAX_NUMNODES);
-       next = find_next_bit(policy->v.nodes, MAX_NUMNODES, 1+nid);
+       next = next_node(nid, policy->v.nodes);
        if (next >= MAX_NUMNODES)
-               next = find_first_bit(policy->v.nodes, MAX_NUMNODES);
+               next = first_node(policy->v.nodes);
        me->il_next = next;
        return nid;
 }
@@ -734,30 +970,56 @@ static unsigned interleave_nodes(struct mempolicy *policy)
 static unsigned offset_il_node(struct mempolicy *pol,
                struct vm_area_struct *vma, unsigned long off)
 {
-       unsigned nnodes = bitmap_weight(pol->v.nodes, MAX_NUMNODES);
+       unsigned nnodes = nodes_weight(pol->v.nodes);
        unsigned target = (unsigned)off % nnodes;
        int c;
        int nid = -1;
 
        c = 0;
        do {
-               nid = find_next_bit(pol->v.nodes, MAX_NUMNODES, nid+1);
+               nid = next_node(nid, pol->v.nodes);
                c++;
        } while (c <= target);
-       BUG_ON(nid >= MAX_NUMNODES);
-       BUG_ON(!test_bit(nid, pol->v.nodes));
        return nid;
 }
 
+/* Determine a node number for interleave */
+static inline unsigned interleave_nid(struct mempolicy *pol,
+                struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, int shift)
+{
+       if (vma) {
+               unsigned long off;
+
+               off = vma->vm_pgoff;
+               off += (addr - vma->vm_start) >> shift;
+               return offset_il_node(pol, vma, off);
+       } else
+               return interleave_nodes(pol);
+}
+
+/* Return a zonelist suitable for a huge page allocation. */
+struct zonelist *huge_zonelist(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
+{
+       struct mempolicy *pol = get_vma_policy(current, vma, addr);
+
+       if (pol->policy == MPOL_INTERLEAVE) {
+               unsigned nid;
+
+               nid = interleave_nid(pol, vma, addr, HPAGE_SHIFT);
+               return NODE_DATA(nid)->node_zonelists + gfp_zone(GFP_HIGHUSER);
+       }
+       return zonelist_policy(GFP_HIGHUSER, pol);
+}
+
 /* Allocate a page in interleaved policy.
    Own path because it needs to do special accounting. */
-static struct page *alloc_page_interleave(gfp_t gfp, unsigned order, unsigned nid)
+static struct page *alloc_page_interleave(gfp_t gfp, unsigned order,
+                                       unsigned nid)
 {
        struct zonelist *zl;
        struct page *page;
 
-       BUG_ON(!node_online(nid));
-       zl = NODE_DATA(nid)->node_zonelists + (gfp & GFP_ZONEMASK);
+       zl = NODE_DATA(nid)->node_zonelists + gfp_zone(gfp);
        page = __alloc_pages(gfp, order, zl);
        if (page && page_zone(page) == zl->zones[0]) {
                zone_pcp(zl->zones[0],get_cpu())->interleave_hit++;
@@ -797,17 +1059,8 @@ alloc_page_vma(gfp_t gfp, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
 
        if (unlikely(pol->policy == MPOL_INTERLEAVE)) {
                unsigned nid;
-               if (vma) {
-                       unsigned long off;
-                       BUG_ON(addr >= vma->vm_end);
-                       BUG_ON(addr < vma->vm_start);
-                       off = vma->vm_pgoff;
-                       off += (addr - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
-                       nid = offset_il_node(pol, vma, off);
-               } else {
-                       /* fall back to process interleaving */
-                       nid = interleave_nodes(pol);
-               }
+
+               nid = interleave_nid(pol, vma, addr, PAGE_SHIFT);
                return alloc_page_interleave(gfp, 0, nid);
        }
        return __alloc_pages(gfp, 0, zonelist_policy(gfp, pol));
@@ -878,7 +1131,7 @@ int __mpol_equal(struct mempolicy *a, struct mempolicy *b)
        case MPOL_DEFAULT:
                return 1;
        case MPOL_INTERLEAVE:
-               return bitmap_equal(a->v.nodes, b->v.nodes, MAX_NUMNODES);
+               return nodes_equal(a->v.nodes, b->v.nodes);
        case MPOL_PREFERRED:
                return a->v.preferred_node == b->v.preferred_node;
        case MPOL_BIND: {
@@ -905,54 +1158,6 @@ void __mpol_free(struct mempolicy *p)
        kmem_cache_free(policy_cache, p);
 }
 
-/*
- * Hugetlb policy. Same as above, just works with node numbers instead of
- * zonelists.
- */
-
-/* Find first node suitable for an allocation */
-int mpol_first_node(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
-{
-       struct mempolicy *pol = get_vma_policy(current, vma, addr);
-
-       switch (pol->policy) {
-       case MPOL_DEFAULT:
-               return numa_node_id();
-       case MPOL_BIND:
-               return pol->v.zonelist->zones[0]->zone_pgdat->node_id;
-       case MPOL_INTERLEAVE:
-               return interleave_nodes(pol);
-       case MPOL_PREFERRED:
-               return pol->v.preferred_node >= 0 ?
-                               pol->v.preferred_node : numa_node_id();
-       }
-       BUG();
-       return 0;
-}
-
-/* Find secondary valid nodes for an allocation */
-int mpol_node_valid(int nid, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr)
-{
-       struct mempolicy *pol = get_vma_policy(current, vma, addr);
-
-       switch (pol->policy) {
-       case MPOL_PREFERRED:
-       case MPOL_DEFAULT:
-       case MPOL_INTERLEAVE:
-               return 1;
-       case MPOL_BIND: {
-               struct zone **z;
-               for (z = pol->v.zonelist->zones; *z; z++)
-                       if ((*z)->zone_pgdat->node_id == nid)
-                               return 1;
-               return 0;
-       }
-       default:
-               BUG();
-               return 0;
-       }
-}
-
 /*
  * Shared memory backing store policy support.
  *
@@ -1117,7 +1322,7 @@ int mpol_set_shared_policy(struct shared_policy *info,
        PDprintk("set_shared_policy %lx sz %lu %d %lx\n",
                 vma->vm_pgoff,
                 sz, npol? npol->policy : -1,
-               npol ? npol->v.nodes[0] : -1);
+               npol ? nodes_addr(npol->v.nodes)[0] : -1);
 
        if (npol) {
                new = sp_alloc(vma->vm_pgoff, vma->vm_pgoff + sz, npol);
@@ -1164,14 +1369,75 @@ void __init numa_policy_init(void)
        /* Set interleaving policy for system init. This way not all
           the data structures allocated at system boot end up in node zero. */
 
-       if (sys_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, nodes_addr(node_online_map),
-                                                       MAX_NUMNODES) < 0)
+       if (do_set_mempolicy(MPOL_INTERLEAVE, &node_online_map))
                printk("numa_policy_init: interleaving failed\n");
 }
 
-/* Reset policy of current process to default.
- * Assumes fs == KERNEL_DS */
+/* Reset policy of current process to default */
 void numa_default_policy(void)
 {
-       sys_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, NULL, 0);
+       do_set_mempolicy(MPOL_DEFAULT, NULL);
+}
+
+/* Migrate a policy to a different set of nodes */
+static void rebind_policy(struct mempolicy *pol, const nodemask_t *old,
+                                                       const nodemask_t *new)
+{
+       nodemask_t tmp;
+
+       if (!pol)
+               return;
+
+       switch (pol->policy) {
+       case MPOL_DEFAULT:
+               break;
+       case MPOL_INTERLEAVE:
+               nodes_remap(tmp, pol->v.nodes, *old, *new);
+               pol->v.nodes = tmp;
+               current->il_next = node_remap(current->il_next, *old, *new);
+               break;
+       case MPOL_PREFERRED:
+               pol->v.preferred_node = node_remap(pol->v.preferred_node,
+                                                               *old, *new);
+               break;
+       case MPOL_BIND: {
+               nodemask_t nodes;
+               struct zone **z;
+               struct zonelist *zonelist;
+
+               nodes_clear(nodes);
+               for (z = pol->v.zonelist->zones; *z; z++)
+                       node_set((*z)->zone_pgdat->node_id, nodes);
+               nodes_remap(tmp, nodes, *old, *new);
+               nodes = tmp;
+
+               zonelist = bind_zonelist(&nodes);
+
+               /* If no mem, then zonelist is NULL and we keep old zonelist.
+                * If that old zonelist has no remaining mems_allowed nodes,
+                * then zonelist_policy() will "FALL THROUGH" to MPOL_DEFAULT.
+                */
+
+               if (zonelist) {
+                       /* Good - got mem - substitute new zonelist */
+                       kfree(pol->v.zonelist);
+                       pol->v.zonelist = zonelist;
+               }
+               break;
+       }
+       default:
+               BUG();
+               break;
+       }
+}
+
+/*
+ * Someone moved this task to different nodes.  Fixup mempolicies.
+ *
+ * TODO - fixup current->mm->vma and shmfs/tmpfs/hugetlbfs policies as well,
+ * once we have a cpuset mechanism to mark which cpuset subtree is migrating.
+ */
+void numa_policy_rebind(const nodemask_t *old, const nodemask_t *new)
+{
+       rebind_policy(current->mempolicy, old, new);
 }