Merge branch 'rio.b19' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/viro/bird
[pandora-kernel.git] / kernel / cpuset.c
index ba42b0a..ab81fdd 100644 (file)
@@ -4,15 +4,14 @@
  *  Processor and Memory placement constraints for sets of tasks.
  *
  *  Copyright (C) 2003 BULL SA.
- *  Copyright (C) 2004 Silicon Graphics, Inc.
+ *  Copyright (C) 2004-2006 Silicon Graphics, Inc.
  *
  *  Portions derived from Patrick Mochel's sysfs code.
  *  sysfs is Copyright (c) 2001-3 Patrick Mochel
- *  Portions Copyright (c) 2004 Silicon Graphics, Inc.
  *
- *  2003-10-10 Written by Simon Derr <simon.derr@bull.net>
+ *  2003-10-10 Written by Simon Derr.
  *  2003-10-22 Updates by Stephen Hemminger.
- *  2004 May-July Rework by Paul Jackson <pj@sgi.com>
+ *  2004 May-July Rework by Paul Jackson.
  *
  *  This file is subject to the terms and conditions of the GNU General Public
  *  License.  See the file COPYING in the main directory of the Linux
@@ -53,7 +52,7 @@
 
 #include <asm/uaccess.h>
 #include <asm/atomic.h>
-#include <asm/semaphore.h>
+#include <linux/mutex.h>
 
 #define CPUSET_SUPER_MAGIC             0x27e0eb
 
@@ -108,37 +107,49 @@ typedef enum {
        CS_MEM_EXCLUSIVE,
        CS_MEMORY_MIGRATE,
        CS_REMOVED,
-       CS_NOTIFY_ON_RELEASE
+       CS_NOTIFY_ON_RELEASE,
+       CS_SPREAD_PAGE,
+       CS_SPREAD_SLAB,
 } cpuset_flagbits_t;
 
 /* convenient tests for these bits */
 static inline int is_cpu_exclusive(const struct cpuset *cs)
 {
-       return !!test_bit(CS_CPU_EXCLUSIVE, &cs->flags);
+       return test_bit(CS_CPU_EXCLUSIVE, &cs->flags);
 }
 
 static inline int is_mem_exclusive(const struct cpuset *cs)
 {
-       return !!test_bit(CS_MEM_EXCLUSIVE, &cs->flags);
+       return test_bit(CS_MEM_EXCLUSIVE, &cs->flags);
 }
 
 static inline int is_removed(const struct cpuset *cs)
 {
-       return !!test_bit(CS_REMOVED, &cs->flags);
+       return test_bit(CS_REMOVED, &cs->flags);
 }
 
 static inline int notify_on_release(const struct cpuset *cs)
 {
-       return !!test_bit(CS_NOTIFY_ON_RELEASE, &cs->flags);
+       return test_bit(CS_NOTIFY_ON_RELEASE, &cs->flags);
 }
 
 static inline int is_memory_migrate(const struct cpuset *cs)
 {
-       return !!test_bit(CS_MEMORY_MIGRATE, &cs->flags);
+       return test_bit(CS_MEMORY_MIGRATE, &cs->flags);
+}
+
+static inline int is_spread_page(const struct cpuset *cs)
+{
+       return test_bit(CS_SPREAD_PAGE, &cs->flags);
+}
+
+static inline int is_spread_slab(const struct cpuset *cs)
+{
+       return test_bit(CS_SPREAD_SLAB, &cs->flags);
 }
 
 /*
- * Increment this atomic integer everytime any cpuset changes its
+ * Increment this integer everytime any cpuset changes its
  * mems_allowed value.  Users of cpusets can track this generation
  * number, and avoid having to lock and reload mems_allowed unless
  * the cpuset they're using changes generation.
@@ -152,8 +163,11 @@ static inline int is_memory_migrate(const struct cpuset *cs)
  * on every visit to __alloc_pages(), to efficiently check whether
  * its current->cpuset->mems_allowed has changed, requiring an update
  * of its current->mems_allowed.
+ *
+ * Since cpuset_mems_generation is guarded by manage_mutex,
+ * there is no need to mark it atomic.
  */
-static atomic_t cpuset_mems_generation = ATOMIC_INIT(1);
+static int cpuset_mems_generation;
 
 static struct cpuset top_cpuset = {
        .flags = ((1 << CS_CPU_EXCLUSIVE) | (1 << CS_MEM_EXCLUSIVE)),
@@ -168,63 +182,57 @@ static struct vfsmount *cpuset_mount;
 static struct super_block *cpuset_sb;
 
 /*
- * We have two global cpuset semaphores below.  They can nest.
- * It is ok to first take manage_sem, then nest callback_sem.  We also
+ * We have two global cpuset mutexes below.  They can nest.
+ * It is ok to first take manage_mutex, then nest callback_mutex.  We also
  * require taking task_lock() when dereferencing a tasks cpuset pointer.
  * See "The task_lock() exception", at the end of this comment.
  *
- * A task must hold both semaphores to modify cpusets.  If a task
- * holds manage_sem, then it blocks others wanting that semaphore,
- * ensuring that it is the only task able to also acquire callback_sem
+ * A task must hold both mutexes to modify cpusets.  If a task
+ * holds manage_mutex, then it blocks others wanting that mutex,
+ * ensuring that it is the only task able to also acquire callback_mutex
  * and be able to modify cpusets.  It can perform various checks on
  * the cpuset structure first, knowing nothing will change.  It can
- * also allocate memory while just holding manage_sem.  While it is
+ * also allocate memory while just holding manage_mutex.  While it is
  * performing these checks, various callback routines can briefly
- * acquire callback_sem to query cpusets.  Once it is ready to make
- * the changes, it takes callback_sem, blocking everyone else.
+ * acquire callback_mutex to query cpusets.  Once it is ready to make
+ * the changes, it takes callback_mutex, blocking everyone else.
  *
  * Calls to the kernel memory allocator can not be made while holding
- * callback_sem, as that would risk double tripping on callback_sem
+ * callback_mutex, as that would risk double tripping on callback_mutex
  * from one of the callbacks into the cpuset code from within
  * __alloc_pages().
  *
- * If a task is only holding callback_sem, then it has read-only
+ * If a task is only holding callback_mutex, then it has read-only
  * access to cpusets.
  *
  * The task_struct fields mems_allowed and mems_generation may only
  * be accessed in the context of that task, so require no locks.
  *
  * Any task can increment and decrement the count field without lock.
- * So in general, code holding manage_sem or callback_sem can't rely
+ * So in general, code holding manage_mutex or callback_mutex can't rely
  * on the count field not changing.  However, if the count goes to
- * zero, then only attach_task(), which holds both semaphores, can
+ * zero, then only attach_task(), which holds both mutexes, can
  * increment it again.  Because a count of zero means that no tasks
  * are currently attached, therefore there is no way a task attached
  * to that cpuset can fork (the other way to increment the count).
- * So code holding manage_sem or callback_sem can safely assume that
+ * So code holding manage_mutex or callback_mutex can safely assume that
  * if the count is zero, it will stay zero.  Similarly, if a task
- * holds manage_sem or callback_sem on a cpuset with zero count, it
+ * holds manage_mutex or callback_mutex on a cpuset with zero count, it
  * knows that the cpuset won't be removed, as cpuset_rmdir() needs
- * both of those semaphores.
- *
- * A possible optimization to improve parallelism would be to make
- * callback_sem a R/W semaphore (rwsem), allowing the callback routines
- * to proceed in parallel, with read access, until the holder of
- * manage_sem needed to take this rwsem for exclusive write access
- * and modify some cpusets.
+ * both of those mutexes.
  *
  * The cpuset_common_file_write handler for operations that modify
- * the cpuset hierarchy holds manage_sem across the entire operation,
+ * the cpuset hierarchy holds manage_mutex across the entire operation,
  * single threading all such cpuset modifications across the system.
  *
- * The cpuset_common_file_read() handlers only hold callback_sem across
+ * The cpuset_common_file_read() handlers only hold callback_mutex across
  * small pieces of code, such as when reading out possibly multi-word
  * cpumasks and nodemasks.
  *
  * The fork and exit callbacks cpuset_fork() and cpuset_exit(), don't
- * (usually) take either semaphore.  These are the two most performance
+ * (usually) take either mutex.  These are the two most performance
  * critical pieces of code here.  The exception occurs on cpuset_exit(),
- * when a task in a notify_on_release cpuset exits.  Then manage_sem
+ * when a task in a notify_on_release cpuset exits.  Then manage_mutex
  * is taken, and if the cpuset count is zero, a usermode call made
  * to /sbin/cpuset_release_agent with the name of the cpuset (path
  * relative to the root of cpuset file system) as the argument.
@@ -242,9 +250,9 @@ static struct super_block *cpuset_sb;
  *
  * The need for this exception arises from the action of attach_task(),
  * which overwrites one tasks cpuset pointer with another.  It does
- * so using both semaphores, however there are several performance
+ * so using both mutexes, however there are several performance
  * critical places that need to reference task->cpuset without the
- * expense of grabbing a system global semaphore.  Therefore except as
+ * expense of grabbing a system global mutex.  Therefore except as
  * noted below, when dereferencing or, as in attach_task(), modifying
  * a tasks cpuset pointer we use task_lock(), which acts on a spinlock
  * (task->alloc_lock) already in the task_struct routinely used for
@@ -256,8 +264,8 @@ static struct super_block *cpuset_sb;
  * the routine cpuset_update_task_memory_state().
  */
 
-static DECLARE_MUTEX(manage_sem);
-static DECLARE_MUTEX(callback_sem);
+static DEFINE_MUTEX(manage_mutex);
+static DEFINE_MUTEX(callback_mutex);
 
 /*
  * A couple of forward declarations required, due to cyclic reference loop:
@@ -432,7 +440,7 @@ static inline struct cftype *__d_cft(struct dentry *dentry)
 }
 
 /*
- * Call with manage_sem held.  Writes path of cpuset into buf.
+ * Call with manage_mutex held.  Writes path of cpuset into buf.
  * Returns 0 on success, -errno on error.
  */
 
@@ -484,11 +492,11 @@ static int cpuset_path(const struct cpuset *cs, char *buf, int buflen)
  * status of the /sbin/cpuset_release_agent task, so no sense holding
  * our caller up for that.
  *
- * When we had only one cpuset semaphore, we had to call this
+ * When we had only one cpuset mutex, we had to call this
  * without holding it, to avoid deadlock when call_usermodehelper()
  * allocated memory.  With two locks, we could now call this while
- * holding manage_sem, but we still don't, so as to minimize
- * the time manage_sem is held.
+ * holding manage_mutex, but we still don't, so as to minimize
+ * the time manage_mutex is held.
  */
 
 static void cpuset_release_agent(const char *pathbuf)
@@ -520,15 +528,15 @@ static void cpuset_release_agent(const char *pathbuf)
  * cs is notify_on_release() and now both the user count is zero and
  * the list of children is empty, prepare cpuset path in a kmalloc'd
  * buffer, to be returned via ppathbuf, so that the caller can invoke
- * cpuset_release_agent() with it later on, once manage_sem is dropped.
- * Call here with manage_sem held.
+ * cpuset_release_agent() with it later on, once manage_mutex is dropped.
+ * Call here with manage_mutex held.
  *
  * This check_for_release() routine is responsible for kmalloc'ing
  * pathbuf.  The above cpuset_release_agent() is responsible for
  * kfree'ing pathbuf.  The caller of these routines is responsible
  * for providing a pathbuf pointer, initialized to NULL, then
- * calling check_for_release() with manage_sem held and the address
- * of the pathbuf pointer, then dropping manage_sem, then calling
+ * calling check_for_release() with manage_mutex held and the address
+ * of the pathbuf pointer, then dropping manage_mutex, then calling
  * cpuset_release_agent() with pathbuf, as set by check_for_release().
  */
 
@@ -559,7 +567,7 @@ static void check_for_release(struct cpuset *cs, char **ppathbuf)
  * One way or another, we guarantee to return some non-empty subset
  * of cpu_online_map.
  *
- * Call with callback_sem held.
+ * Call with callback_mutex held.
  */
 
 static void guarantee_online_cpus(const struct cpuset *cs, cpumask_t *pmask)
@@ -583,7 +591,7 @@ static void guarantee_online_cpus(const struct cpuset *cs, cpumask_t *pmask)
  * One way or another, we guarantee to return some non-empty subset
  * of node_online_map.
  *
- * Call with callback_sem held.
+ * Call with callback_mutex held.
  */
 
 static void guarantee_online_mems(const struct cpuset *cs, nodemask_t *pmask)
@@ -608,12 +616,10 @@ static void guarantee_online_mems(const struct cpuset *cs, nodemask_t *pmask)
  * current->cpuset if a task has its memory placement changed.
  * Do not call this routine if in_interrupt().
  *
- * Call without callback_sem or task_lock() held.  May be called
- * with or without manage_sem held.  Doesn't need task_lock to guard
- * against another task changing a non-NULL cpuset pointer to NULL,
- * as that is only done by a task on itself, and if the current task
- * is here, it is not simultaneously in the exit code NULL'ing its
- * cpuset pointer.  This routine also might acquire callback_sem and
+ * Call without callback_mutex or task_lock() held.  May be
+ * called with or without manage_mutex held.  Thanks in part to
+ * 'the_top_cpuset_hack', the tasks cpuset pointer will never
+ * be NULL.  This routine also might acquire callback_mutex and
  * current->mm->mmap_sem during call.
  *
  * Reading current->cpuset->mems_generation doesn't need task_lock
@@ -658,13 +664,21 @@ void cpuset_update_task_memory_state(void)
        }
 
        if (my_cpusets_mem_gen != tsk->cpuset_mems_generation) {
-               down(&callback_sem);
+               mutex_lock(&callback_mutex);
                task_lock(tsk);
                cs = tsk->cpuset;       /* Maybe changed when task not locked */
                guarantee_online_mems(cs, &tsk->mems_allowed);
                tsk->cpuset_mems_generation = cs->mems_generation;
+               if (is_spread_page(cs))
+                       tsk->flags |= PF_SPREAD_PAGE;
+               else
+                       tsk->flags &= ~PF_SPREAD_PAGE;
+               if (is_spread_slab(cs))
+                       tsk->flags |= PF_SPREAD_SLAB;
+               else
+                       tsk->flags &= ~PF_SPREAD_SLAB;
                task_unlock(tsk);
-               up(&callback_sem);
+               mutex_unlock(&callback_mutex);
                mpol_rebind_task(tsk, &tsk->mems_allowed);
        }
 }
@@ -674,7 +688,7 @@ void cpuset_update_task_memory_state(void)
  *
  * One cpuset is a subset of another if all its allowed CPUs and
  * Memory Nodes are a subset of the other, and its exclusive flags
- * are only set if the other's are set.  Call holding manage_sem.
+ * are only set if the other's are set.  Call holding manage_mutex.
  */
 
 static int is_cpuset_subset(const struct cpuset *p, const struct cpuset *q)
@@ -692,7 +706,7 @@ static int is_cpuset_subset(const struct cpuset *p, const struct cpuset *q)
  * If we replaced the flag and mask values of the current cpuset
  * (cur) with those values in the trial cpuset (trial), would
  * our various subset and exclusive rules still be valid?  Presumes
- * manage_sem held.
+ * manage_mutex held.
  *
  * 'cur' is the address of an actual, in-use cpuset.  Operations
  * such as list traversal that depend on the actual address of the
@@ -746,7 +760,7 @@ static int validate_change(const struct cpuset *cur, const struct cpuset *trial)
  *    exclusive child cpusets
  * Build these two partitions by calling partition_sched_domains
  *
- * Call with manage_sem held.  May nest a call to the
+ * Call with manage_mutex held.  May nest a call to the
  * lock_cpu_hotplug()/unlock_cpu_hotplug() pair.
  */
 
@@ -792,7 +806,7 @@ static void update_cpu_domains(struct cpuset *cur)
 }
 
 /*
- * Call with manage_sem held.  May take callback_sem during call.
+ * Call with manage_mutex held.  May take callback_mutex during call.
  */
 
 static int update_cpumask(struct cpuset *cs, char *buf)
@@ -811,14 +825,63 @@ static int update_cpumask(struct cpuset *cs, char *buf)
        if (retval < 0)
                return retval;
        cpus_unchanged = cpus_equal(cs->cpus_allowed, trialcs.cpus_allowed);
-       down(&callback_sem);
+       mutex_lock(&callback_mutex);
        cs->cpus_allowed = trialcs.cpus_allowed;
-       up(&callback_sem);
+       mutex_unlock(&callback_mutex);
        if (is_cpu_exclusive(cs) && !cpus_unchanged)
                update_cpu_domains(cs);
        return 0;
 }
 
+/*
+ * cpuset_migrate_mm
+ *
+ *    Migrate memory region from one set of nodes to another.
+ *
+ *    Temporarilly set tasks mems_allowed to target nodes of migration,
+ *    so that the migration code can allocate pages on these nodes.
+ *
+ *    Call holding manage_mutex, so our current->cpuset won't change
+ *    during this call, as manage_mutex holds off any attach_task()
+ *    calls.  Therefore we don't need to take task_lock around the
+ *    call to guarantee_online_mems(), as we know no one is changing
+ *    our tasks cpuset.
+ *
+ *    Hold callback_mutex around the two modifications of our tasks
+ *    mems_allowed to synchronize with cpuset_mems_allowed().
+ *
+ *    While the mm_struct we are migrating is typically from some
+ *    other task, the task_struct mems_allowed that we are hacking
+ *    is for our current task, which must allocate new pages for that
+ *    migrating memory region.
+ *
+ *    We call cpuset_update_task_memory_state() before hacking
+ *    our tasks mems_allowed, so that we are assured of being in
+ *    sync with our tasks cpuset, and in particular, callbacks to
+ *    cpuset_update_task_memory_state() from nested page allocations
+ *    won't see any mismatch of our cpuset and task mems_generation
+ *    values, so won't overwrite our hacked tasks mems_allowed
+ *    nodemask.
+ */
+
+static void cpuset_migrate_mm(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
+                                                       const nodemask_t *to)
+{
+       struct task_struct *tsk = current;
+
+       cpuset_update_task_memory_state();
+
+       mutex_lock(&callback_mutex);
+       tsk->mems_allowed = *to;
+       mutex_unlock(&callback_mutex);
+
+       do_migrate_pages(mm, from, to, MPOL_MF_MOVE_ALL);
+
+       mutex_lock(&callback_mutex);
+       guarantee_online_mems(tsk->cpuset, &tsk->mems_allowed);
+       mutex_unlock(&callback_mutex);
+}
+
 /*
  * Handle user request to change the 'mems' memory placement
  * of a cpuset.  Needs to validate the request, update the
@@ -827,7 +890,7 @@ static int update_cpumask(struct cpuset *cs, char *buf)
  * the cpuset is marked 'memory_migrate', migrate the tasks
  * pages to the new memory.
  *
- * Call with manage_sem held.  May take callback_sem during call.
+ * Call with manage_mutex held.  May take callback_mutex during call.
  * Will take tasklist_lock, scan tasklist for tasks in cpuset cs,
  * lock each such tasks mm->mmap_sem, scan its vma's and rebind
  * their mempolicies to the cpusets new mems_allowed.
@@ -862,11 +925,10 @@ static int update_nodemask(struct cpuset *cs, char *buf)
        if (retval < 0)
                goto done;
 
-       down(&callback_sem);
+       mutex_lock(&callback_mutex);
        cs->mems_allowed = trialcs.mems_allowed;
-       atomic_inc(&cpuset_mems_generation);
-       cs->mems_generation = atomic_read(&cpuset_mems_generation);
-       up(&callback_sem);
+       cs->mems_generation = cpuset_mems_generation++;
+       mutex_unlock(&callback_mutex);
 
        set_cpuset_being_rebound(cs);           /* causes mpol_copy() rebind */
 
@@ -922,7 +984,7 @@ static int update_nodemask(struct cpuset *cs, char *buf)
         * tasklist_lock.  Forks can happen again now - the mpol_copy()
         * cpuset_being_rebound check will catch such forks, and rebind
         * their vma mempolicies too.  Because we still hold the global
-        * cpuset manage_sem, we know that no other rebind effort will
+        * cpuset manage_mutex, we know that no other rebind effort will
         * be contending for the global variable cpuset_being_rebound.
         * It's ok if we rebind the same mm twice; mpol_rebind_mm()
         * is idempotent.  Also migrate pages in each mm to new nodes.
@@ -932,10 +994,8 @@ static int update_nodemask(struct cpuset *cs, char *buf)
                struct mm_struct *mm = mmarray[i];
 
                mpol_rebind_mm(mm, &cs->mems_allowed);
-               if (migrate) {
-                       do_migrate_pages(mm, &oldmem, &cs->mems_allowed,
-                                                       MPOL_MF_MOVE_ALL);
-               }
+               if (migrate)
+                       cpuset_migrate_mm(mm, &oldmem, &cs->mems_allowed);
                mmput(mm);
        }
 
@@ -948,7 +1008,7 @@ done:
 }
 
 /*
- * Call with manage_sem held.
+ * Call with manage_mutex held.
  */
 
 static int update_memory_pressure_enabled(struct cpuset *cs, char *buf)
@@ -963,11 +1023,12 @@ static int update_memory_pressure_enabled(struct cpuset *cs, char *buf)
 /*
  * update_flag - read a 0 or a 1 in a file and update associated flag
  * bit:        the bit to update (CS_CPU_EXCLUSIVE, CS_MEM_EXCLUSIVE,
- *                             CS_NOTIFY_ON_RELEASE, CS_MEMORY_MIGRATE)
+ *                             CS_NOTIFY_ON_RELEASE, CS_MEMORY_MIGRATE,
+ *                             CS_SPREAD_PAGE, CS_SPREAD_SLAB)
  * cs: the cpuset to update
  * buf:        the buffer where we read the 0 or 1
  *
- * Call with manage_sem held.
+ * Call with manage_mutex held.
  */
 
 static int update_flag(cpuset_flagbits_t bit, struct cpuset *cs, char *buf)
@@ -989,12 +1050,12 @@ static int update_flag(cpuset_flagbits_t bit, struct cpuset *cs, char *buf)
                return err;
        cpu_exclusive_changed =
                (is_cpu_exclusive(cs) != is_cpu_exclusive(&trialcs));
-       down(&callback_sem);
+       mutex_lock(&callback_mutex);
        if (turning_on)
                set_bit(bit, &cs->flags);
        else
                clear_bit(bit, &cs->flags);
-       up(&callback_sem);
+       mutex_unlock(&callback_mutex);
 
        if (cpu_exclusive_changed)
                 update_cpu_domains(cs);
@@ -1104,7 +1165,7 @@ static int fmeter_getrate(struct fmeter *fmp)
  * writing the path of the old cpuset in 'ppathbuf' if it needs to be
  * notified on release.
  *
- * Call holding manage_sem.  May take callback_sem and task_lock of
+ * Call holding manage_mutex.  May take callback_mutex and task_lock of
  * the task 'pid' during call.
  */
 
@@ -1144,13 +1205,13 @@ static int attach_task(struct cpuset *cs, char *pidbuf, char **ppathbuf)
                get_task_struct(tsk);
        }
 
-       down(&callback_sem);
+       mutex_lock(&callback_mutex);
 
        task_lock(tsk);
        oldcs = tsk->cpuset;
        if (!oldcs) {
                task_unlock(tsk);
-               up(&callback_sem);
+               mutex_unlock(&callback_mutex);
                put_task_struct(tsk);
                return -ESRCH;
        }
@@ -1164,16 +1225,16 @@ static int attach_task(struct cpuset *cs, char *pidbuf, char **ppathbuf)
        from = oldcs->mems_allowed;
        to = cs->mems_allowed;
 
-       up(&callback_sem);
+       mutex_unlock(&callback_mutex);
 
        mm = get_task_mm(tsk);
        if (mm) {
                mpol_rebind_mm(mm, &to);
+               if (is_memory_migrate(cs))
+                       cpuset_migrate_mm(mm, &from, &to);
                mmput(mm);
        }
 
-       if (is_memory_migrate(cs))
-               do_migrate_pages(tsk->mm, &from, &to, MPOL_MF_MOVE_ALL);
        put_task_struct(tsk);
        synchronize_rcu();
        if (atomic_dec_and_test(&oldcs->count))
@@ -1194,6 +1255,8 @@ typedef enum {
        FILE_NOTIFY_ON_RELEASE,
        FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED,
        FILE_MEMORY_PRESSURE,
+       FILE_SPREAD_PAGE,
+       FILE_SPREAD_SLAB,
        FILE_TASKLIST,
 } cpuset_filetype_t;
 
@@ -1221,7 +1284,7 @@ static ssize_t cpuset_common_file_write(struct file *file, const char __user *us
        }
        buffer[nbytes] = 0;     /* nul-terminate */
 
-       down(&manage_sem);
+       mutex_lock(&manage_mutex);
 
        if (is_removed(cs)) {
                retval = -ENODEV;
@@ -1253,6 +1316,14 @@ static ssize_t cpuset_common_file_write(struct file *file, const char __user *us
        case FILE_MEMORY_PRESSURE:
                retval = -EACCES;
                break;
+       case FILE_SPREAD_PAGE:
+               retval = update_flag(CS_SPREAD_PAGE, cs, buffer);
+               cs->mems_generation = cpuset_mems_generation++;
+               break;
+       case FILE_SPREAD_SLAB:
+               retval = update_flag(CS_SPREAD_SLAB, cs, buffer);
+               cs->mems_generation = cpuset_mems_generation++;
+               break;
        case FILE_TASKLIST:
                retval = attach_task(cs, buffer, &pathbuf);
                break;
@@ -1264,7 +1335,7 @@ static ssize_t cpuset_common_file_write(struct file *file, const char __user *us
        if (retval == 0)
                retval = nbytes;
 out2:
-       up(&manage_sem);
+       mutex_unlock(&manage_mutex);
        cpuset_release_agent(pathbuf);
 out1:
        kfree(buffer);
@@ -1304,9 +1375,9 @@ static int cpuset_sprintf_cpulist(char *page, struct cpuset *cs)
 {
        cpumask_t mask;
 
-       down(&callback_sem);
+       mutex_lock(&callback_mutex);
        mask = cs->cpus_allowed;
-       up(&callback_sem);
+       mutex_unlock(&callback_mutex);
 
        return cpulist_scnprintf(page, PAGE_SIZE, mask);
 }
@@ -1315,9 +1386,9 @@ static int cpuset_sprintf_memlist(char *page, struct cpuset *cs)
 {
        nodemask_t mask;
 
-       down(&callback_sem);
+       mutex_lock(&callback_mutex);
        mask = cs->mems_allowed;
-       up(&callback_sem);
+       mutex_unlock(&callback_mutex);
 
        return nodelist_scnprintf(page, PAGE_SIZE, mask);
 }
@@ -1362,6 +1433,12 @@ static ssize_t cpuset_common_file_read(struct file *file, char __user *buf,
        case FILE_MEMORY_PRESSURE:
                s += sprintf(s, "%d", fmeter_getrate(&cs->fmeter));
                break;
+       case FILE_SPREAD_PAGE:
+               *s++ = is_spread_page(cs) ? '1' : '0';
+               break;
+       case FILE_SPREAD_SLAB:
+               *s++ = is_spread_slab(cs) ? '1' : '0';
+               break;
        default:
                retval = -EINVAL;
                goto out;
@@ -1598,7 +1675,7 @@ static int pid_array_to_buf(char *buf, int sz, pid_t *a, int npids)
  * Handle an open on 'tasks' file.  Prepare a buffer listing the
  * process id's of tasks currently attached to the cpuset being opened.
  *
- * Does not require any specific cpuset semaphores, and does not take any.
+ * Does not require any specific cpuset mutexes, and does not take any.
  */
 static int cpuset_tasks_open(struct inode *unused, struct file *file)
 {
@@ -1725,6 +1802,16 @@ static struct cftype cft_memory_pressure = {
        .private = FILE_MEMORY_PRESSURE,
 };
 
+static struct cftype cft_spread_page = {
+       .name = "memory_spread_page",
+       .private = FILE_SPREAD_PAGE,
+};
+
+static struct cftype cft_spread_slab = {
+       .name = "memory_spread_slab",
+       .private = FILE_SPREAD_SLAB,
+};
+
 static int cpuset_populate_dir(struct dentry *cs_dentry)
 {
        int err;
@@ -1743,6 +1830,10 @@ static int cpuset_populate_dir(struct dentry *cs_dentry)
                return err;
        if ((err = cpuset_add_file(cs_dentry, &cft_memory_pressure)) < 0)
                return err;
+       if ((err = cpuset_add_file(cs_dentry, &cft_spread_page)) < 0)
+               return err;
+       if ((err = cpuset_add_file(cs_dentry, &cft_spread_slab)) < 0)
+               return err;
        if ((err = cpuset_add_file(cs_dentry, &cft_tasks)) < 0)
                return err;
        return 0;
@@ -1754,7 +1845,7 @@ static int cpuset_populate_dir(struct dentry *cs_dentry)
  *     name:           name of the new cpuset. Will be strcpy'ed.
  *     mode:           mode to set on new inode
  *
- *     Must be called with the semaphore on the parent inode held
+ *     Must be called with the mutex on the parent inode held
  */
 
 static long cpuset_create(struct cpuset *parent, const char *name, int mode)
@@ -1766,44 +1857,47 @@ static long cpuset_create(struct cpuset *parent, const char *name, int mode)
        if (!cs)
                return -ENOMEM;
 
-       down(&manage_sem);
+       mutex_lock(&manage_mutex);
        cpuset_update_task_memory_state();
        cs->flags = 0;
        if (notify_on_release(parent))
                set_bit(CS_NOTIFY_ON_RELEASE, &cs->flags);
+       if (is_spread_page(parent))
+               set_bit(CS_SPREAD_PAGE, &cs->flags);
+       if (is_spread_slab(parent))
+               set_bit(CS_SPREAD_SLAB, &cs->flags);
        cs->cpus_allowed = CPU_MASK_NONE;
        cs->mems_allowed = NODE_MASK_NONE;
        atomic_set(&cs->count, 0);
        INIT_LIST_HEAD(&cs->sibling);
        INIT_LIST_HEAD(&cs->children);
-       atomic_inc(&cpuset_mems_generation);
-       cs->mems_generation = atomic_read(&cpuset_mems_generation);
+       cs->mems_generation = cpuset_mems_generation++;
        fmeter_init(&cs->fmeter);
 
        cs->parent = parent;
 
-       down(&callback_sem);
+       mutex_lock(&callback_mutex);
        list_add(&cs->sibling, &cs->parent->children);
        number_of_cpusets++;
-       up(&callback_sem);
+       mutex_unlock(&callback_mutex);
 
        err = cpuset_create_dir(cs, name, mode);
        if (err < 0)
                goto err;
 
        /*
-        * Release manage_sem before cpuset_populate_dir() because it
+        * Release manage_mutex before cpuset_populate_dir() because it
         * will down() this new directory's i_mutex and if we race with
         * another mkdir, we might deadlock.
         */
-       up(&manage_sem);
+       mutex_unlock(&manage_mutex);
 
        err = cpuset_populate_dir(cs->dentry);
        /* If err < 0, we have a half-filled directory - oh well ;) */
        return 0;
 err:
        list_del(&cs->sibling);
-       up(&manage_sem);
+       mutex_unlock(&manage_mutex);
        kfree(cs);
        return err;
 }
@@ -1825,18 +1919,18 @@ static int cpuset_rmdir(struct inode *unused_dir, struct dentry *dentry)
 
        /* the vfs holds both inode->i_mutex already */
 
-       down(&manage_sem);
+       mutex_lock(&manage_mutex);
        cpuset_update_task_memory_state();
        if (atomic_read(&cs->count) > 0) {
-               up(&manage_sem);
+               mutex_unlock(&manage_mutex);
                return -EBUSY;
        }
        if (!list_empty(&cs->children)) {
-               up(&manage_sem);
+               mutex_unlock(&manage_mutex);
                return -EBUSY;
        }
        parent = cs->parent;
-       down(&callback_sem);
+       mutex_lock(&callback_mutex);
        set_bit(CS_REMOVED, &cs->flags);
        if (is_cpu_exclusive(cs))
                update_cpu_domains(cs);
@@ -1848,10 +1942,10 @@ static int cpuset_rmdir(struct inode *unused_dir, struct dentry *dentry)
        cpuset_d_remove_dir(d);
        dput(d);
        number_of_cpusets--;
-       up(&callback_sem);
+       mutex_unlock(&callback_mutex);
        if (list_empty(&parent->children))
                check_for_release(parent, &pathbuf);
-       up(&manage_sem);
+       mutex_unlock(&manage_mutex);
        cpuset_release_agent(pathbuf);
        return 0;
 }
@@ -1867,7 +1961,7 @@ int __init cpuset_init_early(void)
        struct task_struct *tsk = current;
 
        tsk->cpuset = &top_cpuset;
-       tsk->cpuset->mems_generation = atomic_read(&cpuset_mems_generation);
+       tsk->cpuset->mems_generation = cpuset_mems_generation++;
        return 0;
 }
 
@@ -1886,8 +1980,7 @@ int __init cpuset_init(void)
        top_cpuset.mems_allowed = NODE_MASK_ALL;
 
        fmeter_init(&top_cpuset.fmeter);
-       atomic_inc(&cpuset_mems_generation);
-       top_cpuset.mems_generation = atomic_read(&cpuset_mems_generation);
+       top_cpuset.mems_generation = cpuset_mems_generation++;
 
        init_task.cpuset = &top_cpuset;
 
@@ -1960,23 +2053,56 @@ void cpuset_fork(struct task_struct *child)
  * Description: Detach cpuset from @tsk and release it.
  *
  * Note that cpusets marked notify_on_release force every task in
- * them to take the global manage_sem semaphore when exiting.
+ * them to take the global manage_mutex mutex when exiting.
  * This could impact scaling on very large systems.  Be reluctant to
  * use notify_on_release cpusets where very high task exit scaling
  * is required on large systems.
  *
  * Don't even think about derefencing 'cs' after the cpuset use count
- * goes to zero, except inside a critical section guarded by manage_sem
- * or callback_sem.   Otherwise a zero cpuset use count is a license to
+ * goes to zero, except inside a critical section guarded by manage_mutex
+ * or callback_mutex.   Otherwise a zero cpuset use count is a license to
  * any other task to nuke the cpuset immediately, via cpuset_rmdir().
  *
- * This routine has to take manage_sem, not callback_sem, because
- * it is holding that semaphore while calling check_for_release(),
- * which calls kmalloc(), so can't be called holding callback__sem().
+ * This routine has to take manage_mutex, not callback_mutex, because
+ * it is holding that mutex while calling check_for_release(),
+ * which calls kmalloc(), so can't be called holding callback_mutex().
  *
  * We don't need to task_lock() this reference to tsk->cpuset,
  * because tsk is already marked PF_EXITING, so attach_task() won't
  * mess with it, or task is a failed fork, never visible to attach_task.
+ *
+ * the_top_cpuset_hack:
+ *
+ *    Set the exiting tasks cpuset to the root cpuset (top_cpuset).
+ *
+ *    Don't leave a task unable to allocate memory, as that is an
+ *    accident waiting to happen should someone add a callout in
+ *    do_exit() after the cpuset_exit() call that might allocate.
+ *    If a task tries to allocate memory with an invalid cpuset,
+ *    it will oops in cpuset_update_task_memory_state().
+ *
+ *    We call cpuset_exit() while the task is still competent to
+ *    handle notify_on_release(), then leave the task attached to
+ *    the root cpuset (top_cpuset) for the remainder of its exit.
+ *
+ *    To do this properly, we would increment the reference count on
+ *    top_cpuset, and near the very end of the kernel/exit.c do_exit()
+ *    code we would add a second cpuset function call, to drop that
+ *    reference.  This would just create an unnecessary hot spot on
+ *    the top_cpuset reference count, to no avail.
+ *
+ *    Normally, holding a reference to a cpuset without bumping its
+ *    count is unsafe.   The cpuset could go away, or someone could
+ *    attach us to a different cpuset, decrementing the count on
+ *    the first cpuset that we never incremented.  But in this case,
+ *    top_cpuset isn't going away, and either task has PF_EXITING set,
+ *    which wards off any attach_task() attempts, or task is a failed
+ *    fork, never visible to attach_task.
+ *
+ *    Another way to do this would be to set the cpuset pointer
+ *    to NULL here, and check in cpuset_update_task_memory_state()
+ *    for a NULL pointer.  This hack avoids that NULL check, for no
+ *    cost (other than this way too long comment ;).
  **/
 
 void cpuset_exit(struct task_struct *tsk)
@@ -1984,15 +2110,15 @@ void cpuset_exit(struct task_struct *tsk)
        struct cpuset *cs;
 
        cs = tsk->cpuset;
-       tsk->cpuset = NULL;
+       tsk->cpuset = &top_cpuset;      /* the_top_cpuset_hack - see above */
 
        if (notify_on_release(cs)) {
                char *pathbuf = NULL;
 
-               down(&manage_sem);
+               mutex_lock(&manage_mutex);
                if (atomic_dec_and_test(&cs->count))
                        check_for_release(cs, &pathbuf);
-               up(&manage_sem);
+               mutex_unlock(&manage_mutex);
                cpuset_release_agent(pathbuf);
        } else {
                atomic_dec(&cs->count);
@@ -2013,11 +2139,11 @@ cpumask_t cpuset_cpus_allowed(struct task_struct *tsk)
 {
        cpumask_t mask;
 
-       down(&callback_sem);
+       mutex_lock(&callback_mutex);
        task_lock(tsk);
        guarantee_online_cpus(tsk->cpuset, &mask);
        task_unlock(tsk);
-       up(&callback_sem);
+       mutex_unlock(&callback_mutex);
 
        return mask;
 }
@@ -2041,11 +2167,11 @@ nodemask_t cpuset_mems_allowed(struct task_struct *tsk)
 {
        nodemask_t mask;
 
-       down(&callback_sem);
+       mutex_lock(&callback_mutex);
        task_lock(tsk);
        guarantee_online_mems(tsk->cpuset, &mask);
        task_unlock(tsk);
-       up(&callback_sem);
+       mutex_unlock(&callback_mutex);
 
        return mask;
 }
@@ -2071,7 +2197,7 @@ int cpuset_zonelist_valid_mems_allowed(struct zonelist *zl)
 
 /*
  * nearest_exclusive_ancestor() - Returns the nearest mem_exclusive
- * ancestor to the specified cpuset.  Call holding callback_sem.
+ * ancestor to the specified cpuset.  Call holding callback_mutex.
  * If no ancestor is mem_exclusive (an unusual configuration), then
  * returns the root cpuset.
  */
@@ -2098,37 +2224,44 @@ static const struct cpuset *nearest_exclusive_ancestor(const struct cpuset *cs)
  * GFP_KERNEL allocations are not so marked, so can escape to the
  * nearest mem_exclusive ancestor cpuset.
  *
- * Scanning up parent cpusets requires callback_sem.  The __alloc_pages()
+ * Scanning up parent cpusets requires callback_mutex.  The __alloc_pages()
  * routine only calls here with __GFP_HARDWALL bit _not_ set if
  * it's a GFP_KERNEL allocation, and all nodes in the current tasks
  * mems_allowed came up empty on the first pass over the zonelist.
  * So only GFP_KERNEL allocations, if all nodes in the cpuset are
- * short of memory, might require taking the callback_sem semaphore.
- *
- * The first loop over the zonelist in mm/page_alloc.c:__alloc_pages()
- * calls here with __GFP_HARDWALL always set in gfp_mask, enforcing
- * hardwall cpusets - no allocation on a node outside the cpuset is
- * allowed (unless in interrupt, of course).
- *
- * The second loop doesn't even call here for GFP_ATOMIC requests
- * (if the __alloc_pages() local variable 'wait' is set).  That check
- * and the checks below have the combined affect in the second loop of
- * the __alloc_pages() routine that:
+ * short of memory, might require taking the callback_mutex mutex.
+ *
+ * The first call here from mm/page_alloc:get_page_from_freelist()
+ * has __GFP_HARDWALL set in gfp_mask, enforcing hardwall cpusets, so
+ * no allocation on a node outside the cpuset is allowed (unless in
+ * interrupt, of course).
+ *
+ * The second pass through get_page_from_freelist() doesn't even call
+ * here for GFP_ATOMIC calls.  For those calls, the __alloc_pages()
+ * variable 'wait' is not set, and the bit ALLOC_CPUSET is not set
+ * in alloc_flags.  That logic and the checks below have the combined
+ * affect that:
  *     in_interrupt - any node ok (current task context irrelevant)
  *     GFP_ATOMIC   - any node ok
  *     GFP_KERNEL   - any node in enclosing mem_exclusive cpuset ok
  *     GFP_USER     - only nodes in current tasks mems allowed ok.
+ *
+ * Rule:
+ *    Don't call cpuset_zone_allowed() if you can't sleep, unless you
+ *    pass in the __GFP_HARDWALL flag set in gfp_flag, which disables
+ *    the code that might scan up ancestor cpusets and sleep.
  **/
 
 int __cpuset_zone_allowed(struct zone *z, gfp_t gfp_mask)
 {
        int node;                       /* node that zone z is on */
        const struct cpuset *cs;        /* current cpuset ancestors */
-       int allowed = 1;                /* is allocation in zone z allowed? */
+       int allowed;                    /* is allocation in zone z allowed? */
 
        if (in_interrupt())
                return 1;
        node = z->zone_pgdat->node_id;
+       might_sleep_if(!(gfp_mask & __GFP_HARDWALL));
        if (node_isset(node, current->mems_allowed))
                return 1;
        if (gfp_mask & __GFP_HARDWALL)  /* If hardwall request, stop here */
@@ -2138,31 +2271,31 @@ int __cpuset_zone_allowed(struct zone *z, gfp_t gfp_mask)
                return 1;
 
        /* Not hardwall and node outside mems_allowed: scan up cpusets */
-       down(&callback_sem);
+       mutex_lock(&callback_mutex);
 
        task_lock(current);
        cs = nearest_exclusive_ancestor(current->cpuset);
        task_unlock(current);
 
        allowed = node_isset(node, cs->mems_allowed);
-       up(&callback_sem);
+       mutex_unlock(&callback_mutex);
        return allowed;
 }
 
 /**
  * cpuset_lock - lock out any changes to cpuset structures
  *
- * The out of memory (oom) code needs to lock down cpusets
+ * The out of memory (oom) code needs to mutex_lock cpusets
  * from being changed while it scans the tasklist looking for a
- * task in an overlapping cpuset.  Expose callback_sem via this
+ * task in an overlapping cpuset.  Expose callback_mutex via this
  * cpuset_lock() routine, so the oom code can lock it, before
  * locking the task list.  The tasklist_lock is a spinlock, so
- * must be taken inside callback_sem.
+ * must be taken inside callback_mutex.
  */
 
 void cpuset_lock(void)
 {
-       down(&callback_sem);
+       mutex_lock(&callback_mutex);
 }
 
 /**
@@ -2173,9 +2306,47 @@ void cpuset_lock(void)
 
 void cpuset_unlock(void)
 {
-       up(&callback_sem);
+       mutex_unlock(&callback_mutex);
 }
 
+/**
+ * cpuset_mem_spread_node() - On which node to begin search for a page
+ *
+ * If a task is marked PF_SPREAD_PAGE or PF_SPREAD_SLAB (as for
+ * tasks in a cpuset with is_spread_page or is_spread_slab set),
+ * and if the memory allocation used cpuset_mem_spread_node()
+ * to determine on which node to start looking, as it will for
+ * certain page cache or slab cache pages such as used for file
+ * system buffers and inode caches, then instead of starting on the
+ * local node to look for a free page, rather spread the starting
+ * node around the tasks mems_allowed nodes.
+ *
+ * We don't have to worry about the returned node being offline
+ * because "it can't happen", and even if it did, it would be ok.
+ *
+ * The routines calling guarantee_online_mems() are careful to
+ * only set nodes in task->mems_allowed that are online.  So it
+ * should not be possible for the following code to return an
+ * offline node.  But if it did, that would be ok, as this routine
+ * is not returning the node where the allocation must be, only
+ * the node where the search should start.  The zonelist passed to
+ * __alloc_pages() will include all nodes.  If the slab allocator
+ * is passed an offline node, it will fall back to the local node.
+ * See kmem_cache_alloc_node().
+ */
+
+int cpuset_mem_spread_node(void)
+{
+       int node;
+
+       node = next_node(current->cpuset_mem_spread_rotor, current->mems_allowed);
+       if (node == MAX_NUMNODES)
+               node = first_node(current->mems_allowed);
+       current->cpuset_mem_spread_rotor = node;
+       return node;
+}
+EXPORT_SYMBOL_GPL(cpuset_mem_spread_node);
+
 /**
  * cpuset_excl_nodes_overlap - Do we overlap @p's mem_exclusive ancestors?
  * @p: pointer to task_struct of some other task.
@@ -2185,7 +2356,7 @@ void cpuset_unlock(void)
  * determine if task @p's memory usage might impact the memory
  * available to the current task.
  *
- * Call while holding callback_sem.
+ * Call while holding callback_mutex.
  **/
 
 int cpuset_excl_nodes_overlap(const struct task_struct *p)
@@ -2256,13 +2427,13 @@ void __cpuset_memory_pressure_bump(void)
  *  - Used for /proc/<pid>/cpuset.
  *  - No need to task_lock(tsk) on this tsk->cpuset reference, as it
  *    doesn't really matter if tsk->cpuset changes after we read it,
- *    and we take manage_sem, keeping attach_task() from changing it
- *    anyway.
+ *    and we take manage_mutex, keeping attach_task() from changing it
+ *    anyway.  No need to check that tsk->cpuset != NULL, thanks to
+ *    the_top_cpuset_hack in cpuset_exit(), which sets an exiting tasks
+ *    cpuset to top_cpuset.
  */
-
 static int proc_cpuset_show(struct seq_file *m, void *v)
 {
-       struct cpuset *cs;
        struct task_struct *tsk;
        char *buf;
        int retval = 0;
@@ -2272,20 +2443,14 @@ static int proc_cpuset_show(struct seq_file *m, void *v)
                return -ENOMEM;
 
        tsk = m->private;
-       down(&manage_sem);
-       cs = tsk->cpuset;
-       if (!cs) {
-               retval = -EINVAL;
-               goto out;
-       }
-
-       retval = cpuset_path(cs, buf, PAGE_SIZE);
+       mutex_lock(&manage_mutex);
+       retval = cpuset_path(tsk->cpuset, buf, PAGE_SIZE);
        if (retval < 0)
                goto out;
        seq_puts(m, buf);
        seq_putc(m, '\n');
 out:
-       up(&manage_sem);
+       mutex_unlock(&manage_mutex);
        kfree(buf);
        return retval;
 }