[PATCH] cpusets: simple rename
[linux-2.6.git] / kernel / cpuset.c
1 /*
2  *  kernel/cpuset.c
3  *
4  *  Processor and Memory placement constraints for sets of tasks.
5  *
6  *  Copyright (C) 2003 BULL SA.
7  *  Copyright (C) 2004 Silicon Graphics, Inc.
8  *
9  *  Portions derived from Patrick Mochel's sysfs code.
10  *  sysfs is Copyright (c) 2001-3 Patrick Mochel
11  *  Portions Copyright (c) 2004 Silicon Graphics, Inc.
12  *
13  *  2003-10-10 Written by Simon Derr <simon.derr@bull.net>
14  *  2003-10-22 Updates by Stephen Hemminger.
15  *  2004 May-July Rework by Paul Jackson <pj@sgi.com>
16  *
17  *  This file is subject to the terms and conditions of the GNU General Public
18  *  License.  See the file COPYING in the main directory of the Linux
19  *  distribution for more details.
20  */
21
22 #include <linux/config.h>
23 #include <linux/cpu.h>
24 #include <linux/cpumask.h>
25 #include <linux/cpuset.h>
26 #include <linux/err.h>
27 #include <linux/errno.h>
28 #include <linux/file.h>
29 #include <linux/fs.h>
30 #include <linux/init.h>
31 #include <linux/interrupt.h>
32 #include <linux/kernel.h>
33 #include <linux/kmod.h>
34 #include <linux/list.h>
35 #include <linux/mm.h>
36 #include <linux/module.h>
37 #include <linux/mount.h>
38 #include <linux/namei.h>
39 #include <linux/pagemap.h>
40 #include <linux/proc_fs.h>
41 #include <linux/sched.h>
42 #include <linux/seq_file.h>
43 #include <linux/slab.h>
44 #include <linux/smp_lock.h>
45 #include <linux/spinlock.h>
46 #include <linux/stat.h>
47 #include <linux/string.h>
48 #include <linux/time.h>
49 #include <linux/backing-dev.h>
50 #include <linux/sort.h>
51
52 #include <asm/uaccess.h>
53 #include <asm/atomic.h>
54 #include <asm/semaphore.h>
55
56 #define CPUSET_SUPER_MAGIC              0x27e0eb
57
58 struct cpuset {
59         unsigned long flags;            /* "unsigned long" so bitops work */
60         cpumask_t cpus_allowed;         /* CPUs allowed to tasks in cpuset */
61         nodemask_t mems_allowed;        /* Memory Nodes allowed to tasks */
62
63         /*
64          * Count is atomic so can incr (fork) or decr (exit) without a lock.
65          */
66         atomic_t count;                 /* count tasks using this cpuset */
67
68         /*
69          * We link our 'sibling' struct into our parents 'children'.
70          * Our children link their 'sibling' into our 'children'.
71          */
72         struct list_head sibling;       /* my parents children */
73         struct list_head children;      /* my children */
74
75         struct cpuset *parent;          /* my parent */
76         struct dentry *dentry;          /* cpuset fs entry */
77
78         /*
79          * Copy of global cpuset_mems_generation as of the most
80          * recent time this cpuset changed its mems_allowed.
81          */
82          int mems_generation;
83 };
84
85 /* bits in struct cpuset flags field */
86 typedef enum {
87         CS_CPU_EXCLUSIVE,
88         CS_MEM_EXCLUSIVE,
89         CS_REMOVED,
90         CS_NOTIFY_ON_RELEASE
91 } cpuset_flagbits_t;
92
93 /* convenient tests for these bits */
94 static inline int is_cpu_exclusive(const struct cpuset *cs)
95 {
96         return !!test_bit(CS_CPU_EXCLUSIVE, &cs->flags);
97 }
98
99 static inline int is_mem_exclusive(const struct cpuset *cs)
100 {
101         return !!test_bit(CS_MEM_EXCLUSIVE, &cs->flags);
102 }
103
104 static inline int is_removed(const struct cpuset *cs)
105 {
106         return !!test_bit(CS_REMOVED, &cs->flags);
107 }
108
109 static inline int notify_on_release(const struct cpuset *cs)
110 {
111         return !!test_bit(CS_NOTIFY_ON_RELEASE, &cs->flags);
112 }
113
114 /*
115  * Increment this atomic integer everytime any cpuset changes its
116  * mems_allowed value.  Users of cpusets can track this generation
117  * number, and avoid having to lock and reload mems_allowed unless
118  * the cpuset they're using changes generation.
119  *
120  * A single, global generation is needed because attach_task() could
121  * reattach a task to a different cpuset, which must not have its
122  * generation numbers aliased with those of that tasks previous cpuset.
123  *
124  * Generations are needed for mems_allowed because one task cannot
125  * modify anothers memory placement.  So we must enable every task,
126  * on every visit to __alloc_pages(), to efficiently check whether
127  * its current->cpuset->mems_allowed has changed, requiring an update
128  * of its current->mems_allowed.
129  */
130 static atomic_t cpuset_mems_generation = ATOMIC_INIT(1);
131
132 static struct cpuset top_cpuset = {
133         .flags = ((1 << CS_CPU_EXCLUSIVE) | (1 << CS_MEM_EXCLUSIVE)),
134         .cpus_allowed = CPU_MASK_ALL,
135         .mems_allowed = NODE_MASK_ALL,
136         .count = ATOMIC_INIT(0),
137         .sibling = LIST_HEAD_INIT(top_cpuset.sibling),
138         .children = LIST_HEAD_INIT(top_cpuset.children),
139         .parent = NULL,
140         .dentry = NULL,
141         .mems_generation = 0,
142 };
143
144 static struct vfsmount *cpuset_mount;
145 static struct super_block *cpuset_sb = NULL;
146
147 /*
148  * We have two global cpuset semaphores below.  They can nest.
149  * It is ok to first take manage_sem, then nest callback_sem.  We also
150  * require taking task_lock() when dereferencing a tasks cpuset pointer.
151  * See "The task_lock() exception", at the end of this comment.
152  *
153  * A task must hold both semaphores to modify cpusets.  If a task
154  * holds manage_sem, then it blocks others wanting that semaphore,
155  * ensuring that it is the only task able to also acquire callback_sem
156  * and be able to modify cpusets.  It can perform various checks on
157  * the cpuset structure first, knowing nothing will change.  It can
158  * also allocate memory while just holding manage_sem.  While it is
159  * performing these checks, various callback routines can briefly
160  * acquire callback_sem to query cpusets.  Once it is ready to make
161  * the changes, it takes callback_sem, blocking everyone else.
162  *
163  * Calls to the kernel memory allocator can not be made while holding
164  * callback_sem, as that would risk double tripping on callback_sem
165  * from one of the callbacks into the cpuset code from within
166  * __alloc_pages().
167  *
168  * If a task is only holding callback_sem, then it has read-only
169  * access to cpusets.
170  *
171  * The task_struct fields mems_allowed and mems_generation may only
172  * be accessed in the context of that task, so require no locks.
173  *
174  * Any task can increment and decrement the count field without lock.
175  * So in general, code holding manage_sem or callback_sem can't rely
176  * on the count field not changing.  However, if the count goes to
177  * zero, then only attach_task(), which holds both semaphores, can
178  * increment it again.  Because a count of zero means that no tasks
179  * are currently attached, therefore there is no way a task attached
180  * to that cpuset can fork (the other way to increment the count).
181  * So code holding manage_sem or callback_sem can safely assume that
182  * if the count is zero, it will stay zero.  Similarly, if a task
183  * holds manage_sem or callback_sem on a cpuset with zero count, it
184  * knows that the cpuset won't be removed, as cpuset_rmdir() needs
185  * both of those semaphores.
186  *
187  * A possible optimization to improve parallelism would be to make
188  * callback_sem a R/W semaphore (rwsem), allowing the callback routines
189  * to proceed in parallel, with read access, until the holder of
190  * manage_sem needed to take this rwsem for exclusive write access
191  * and modify some cpusets.
192  *
193  * The cpuset_common_file_write handler for operations that modify
194  * the cpuset hierarchy holds manage_sem across the entire operation,
195  * single threading all such cpuset modifications across the system.
196  *
197  * The cpuset_common_file_read() handlers only hold callback_sem across
198  * small pieces of code, such as when reading out possibly multi-word
199  * cpumasks and nodemasks.
200  *
201  * The fork and exit callbacks cpuset_fork() and cpuset_exit(), don't
202  * (usually) take either semaphore.  These are the two most performance
203  * critical pieces of code here.  The exception occurs on cpuset_exit(),
204  * when a task in a notify_on_release cpuset exits.  Then manage_sem
205  * is taken, and if the cpuset count is zero, a usermode call made
206  * to /sbin/cpuset_release_agent with the name of the cpuset (path
207  * relative to the root of cpuset file system) as the argument.
208  *
209  * A cpuset can only be deleted if both its 'count' of using tasks
210  * is zero, and its list of 'children' cpusets is empty.  Since all
211  * tasks in the system use _some_ cpuset, and since there is always at
212  * least one task in the system (init, pid == 1), therefore, top_cpuset
213  * always has either children cpusets and/or using tasks.  So we don't
214  * need a special hack to ensure that top_cpuset cannot be deleted.
215  *
216  * The above "Tale of Two Semaphores" would be complete, but for:
217  *
218  *      The task_lock() exception
219  *
220  * The need for this exception arises from the action of attach_task(),
221  * which overwrites one tasks cpuset pointer with another.  It does
222  * so using both semaphores, however there are several performance
223  * critical places that need to reference task->cpuset without the
224  * expense of grabbing a system global semaphore.  Therefore except as
225  * noted below, when dereferencing or, as in attach_task(), modifying
226  * a tasks cpuset pointer we use task_lock(), which acts on a spinlock
227  * (task->alloc_lock) already in the task_struct routinely used for
228  * such matters.
229  */
230
231 static DECLARE_MUTEX(manage_sem);
232 static DECLARE_MUTEX(callback_sem);
233
234 /*
235  * A couple of forward declarations required, due to cyclic reference loop:
236  *  cpuset_mkdir -> cpuset_create -> cpuset_populate_dir -> cpuset_add_file
237  *  -> cpuset_create_file -> cpuset_dir_inode_operations -> cpuset_mkdir.
238  */
239
240 static int cpuset_mkdir(struct inode *dir, struct dentry *dentry, int mode);
241 static int cpuset_rmdir(struct inode *unused_dir, struct dentry *dentry);
242
243 static struct backing_dev_info cpuset_backing_dev_info = {
244         .ra_pages = 0,          /* No readahead */
245         .capabilities   = BDI_CAP_NO_ACCT_DIRTY | BDI_CAP_NO_WRITEBACK,
246 };
247
248 static struct inode *cpuset_new_inode(mode_t mode)
249 {
250         struct inode *inode = new_inode(cpuset_sb);
251
252         if (inode) {
253                 inode->i_mode = mode;
254                 inode->i_uid = current->fsuid;
255                 inode->i_gid = current->fsgid;
256                 inode->i_blksize = PAGE_CACHE_SIZE;
257                 inode->i_blocks = 0;
258                 inode->i_atime = inode->i_mtime = inode->i_ctime = CURRENT_TIME;
259                 inode->i_mapping->backing_dev_info = &cpuset_backing_dev_info;
260         }
261         return inode;
262 }
263
264 static void cpuset_diput(struct dentry *dentry, struct inode *inode)
265 {
266         /* is dentry a directory ? if so, kfree() associated cpuset */
267         if (S_ISDIR(inode->i_mode)) {
268                 struct cpuset *cs = dentry->d_fsdata;
269                 BUG_ON(!(is_removed(cs)));
270                 kfree(cs);
271         }
272         iput(inode);
273 }
274
275 static struct dentry_operations cpuset_dops = {
276         .d_iput = cpuset_diput,
277 };
278
279 static struct dentry *cpuset_get_dentry(struct dentry *parent, const char *name)
280 {
281         struct dentry *d = lookup_one_len(name, parent, strlen(name));
282         if (!IS_ERR(d))
283                 d->d_op = &cpuset_dops;
284         return d;
285 }
286
287 static void remove_dir(struct dentry *d)
288 {
289         struct dentry *parent = dget(d->d_parent);
290
291         d_delete(d);
292         simple_rmdir(parent->d_inode, d);
293         dput(parent);
294 }
295
296 /*
297  * NOTE : the dentry must have been dget()'ed
298  */
299 static void cpuset_d_remove_dir(struct dentry *dentry)
300 {
301         struct list_head *node;
302
303         spin_lock(&dcache_lock);
304         node = dentry->d_subdirs.next;
305         while (node != &dentry->d_subdirs) {
306                 struct dentry *d = list_entry(node, struct dentry, d_child);
307                 list_del_init(node);
308                 if (d->d_inode) {
309                         d = dget_locked(d);
310                         spin_unlock(&dcache_lock);
311                         d_delete(d);
312                         simple_unlink(dentry->d_inode, d);
313                         dput(d);
314                         spin_lock(&dcache_lock);
315                 }
316                 node = dentry->d_subdirs.next;
317         }
318         list_del_init(&dentry->d_child);
319         spin_unlock(&dcache_lock);
320         remove_dir(dentry);
321 }
322
323 static struct super_operations cpuset_ops = {
324         .statfs = simple_statfs,
325         .drop_inode = generic_delete_inode,
326 };
327
328 static int cpuset_fill_super(struct super_block *sb, void *unused_data,
329                                                         int unused_silent)
330 {
331         struct inode *inode;
332         struct dentry *root;
333
334         sb->s_blocksize = PAGE_CACHE_SIZE;
335         sb->s_blocksize_bits = PAGE_CACHE_SHIFT;
336         sb->s_magic = CPUSET_SUPER_MAGIC;
337         sb->s_op = &cpuset_ops;
338         cpuset_sb = sb;
339
340         inode = cpuset_new_inode(S_IFDIR | S_IRUGO | S_IXUGO | S_IWUSR);
341         if (inode) {
342                 inode->i_op = &simple_dir_inode_operations;
343                 inode->i_fop = &simple_dir_operations;
344                 /* directories start off with i_nlink == 2 (for "." entry) */
345                 inode->i_nlink++;
346         } else {
347                 return -ENOMEM;
348         }
349
350         root = d_alloc_root(inode);
351         if (!root) {
352                 iput(inode);
353                 return -ENOMEM;
354         }
355         sb->s_root = root;
356         return 0;
357 }
358
359 static struct super_block *cpuset_get_sb(struct file_system_type *fs_type,
360                                         int flags, const char *unused_dev_name,
361                                         void *data)
362 {
363         return get_sb_single(fs_type, flags, data, cpuset_fill_super);
364 }
365
366 static struct file_system_type cpuset_fs_type = {
367         .name = "cpuset",
368         .get_sb = cpuset_get_sb,
369         .kill_sb = kill_litter_super,
370 };
371
372 /* struct cftype:
373  *
374  * The files in the cpuset filesystem mostly have a very simple read/write
375  * handling, some common function will take care of it. Nevertheless some cases
376  * (read tasks) are special and therefore I define this structure for every
377  * kind of file.
378  *
379  *
380  * When reading/writing to a file:
381  *      - the cpuset to use in file->f_dentry->d_parent->d_fsdata
382  *      - the 'cftype' of the file is file->f_dentry->d_fsdata
383  */
384
385 struct cftype {
386         char *name;
387         int private;
388         int (*open) (struct inode *inode, struct file *file);
389         ssize_t (*read) (struct file *file, char __user *buf, size_t nbytes,
390                                                         loff_t *ppos);
391         int (*write) (struct file *file, const char __user *buf, size_t nbytes,
392                                                         loff_t *ppos);
393         int (*release) (struct inode *inode, struct file *file);
394 };
395
396 static inline struct cpuset *__d_cs(struct dentry *dentry)
397 {
398         return dentry->d_fsdata;
399 }
400
401 static inline struct cftype *__d_cft(struct dentry *dentry)
402 {
403         return dentry->d_fsdata;
404 }
405
406 /*
407  * Call with manage_sem held.  Writes path of cpuset into buf.
408  * Returns 0 on success, -errno on error.
409  */
410
411 static int cpuset_path(const struct cpuset *cs, char *buf, int buflen)
412 {
413         char *start;
414
415         start = buf + buflen;
416
417         *--start = '\0';
418         for (;;) {
419                 int len = cs->dentry->d_name.len;
420                 if ((start -= len) < buf)
421                         return -ENAMETOOLONG;
422                 memcpy(start, cs->dentry->d_name.name, len);
423                 cs = cs->parent;
424                 if (!cs)
425                         break;
426                 if (!cs->parent)
427                         continue;
428                 if (--start < buf)
429                         return -ENAMETOOLONG;
430                 *start = '/';
431         }
432         memmove(buf, start, buf + buflen - start);
433         return 0;
434 }
435
436 /*
437  * Notify userspace when a cpuset is released, by running
438  * /sbin/cpuset_release_agent with the name of the cpuset (path
439  * relative to the root of cpuset file system) as the argument.
440  *
441  * Most likely, this user command will try to rmdir this cpuset.
442  *
443  * This races with the possibility that some other task will be
444  * attached to this cpuset before it is removed, or that some other
445  * user task will 'mkdir' a child cpuset of this cpuset.  That's ok.
446  * The presumed 'rmdir' will fail quietly if this cpuset is no longer
447  * unused, and this cpuset will be reprieved from its death sentence,
448  * to continue to serve a useful existence.  Next time it's released,
449  * we will get notified again, if it still has 'notify_on_release' set.
450  *
451  * The final arg to call_usermodehelper() is 0, which means don't
452  * wait.  The separate /sbin/cpuset_release_agent task is forked by
453  * call_usermodehelper(), then control in this thread returns here,
454  * without waiting for the release agent task.  We don't bother to
455  * wait because the caller of this routine has no use for the exit
456  * status of the /sbin/cpuset_release_agent task, so no sense holding
457  * our caller up for that.
458  *
459  * When we had only one cpuset semaphore, we had to call this
460  * without holding it, to avoid deadlock when call_usermodehelper()
461  * allocated memory.  With two locks, we could now call this while
462  * holding manage_sem, but we still don't, so as to minimize
463  * the time manage_sem is held.
464  */
465
466 static void cpuset_release_agent(const char *pathbuf)
467 {
468         char *argv[3], *envp[3];
469         int i;
470
471         if (!pathbuf)
472                 return;
473
474         i = 0;
475         argv[i++] = "/sbin/cpuset_release_agent";
476         argv[i++] = (char *)pathbuf;
477         argv[i] = NULL;
478
479         i = 0;
480         /* minimal command environment */
481         envp[i++] = "HOME=/";
482         envp[i++] = "PATH=/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin";
483         envp[i] = NULL;
484
485         call_usermodehelper(argv[0], argv, envp, 0);
486         kfree(pathbuf);
487 }
488
489 /*
490  * Either cs->count of using tasks transitioned to zero, or the
491  * cs->children list of child cpusets just became empty.  If this
492  * cs is notify_on_release() and now both the user count is zero and
493  * the list of children is empty, prepare cpuset path in a kmalloc'd
494  * buffer, to be returned via ppathbuf, so that the caller can invoke
495  * cpuset_release_agent() with it later on, once manage_sem is dropped.
496  * Call here with manage_sem held.
497  *
498  * This check_for_release() routine is responsible for kmalloc'ing
499  * pathbuf.  The above cpuset_release_agent() is responsible for
500  * kfree'ing pathbuf.  The caller of these routines is responsible
501  * for providing a pathbuf pointer, initialized to NULL, then
502  * calling check_for_release() with manage_sem held and the address
503  * of the pathbuf pointer, then dropping manage_sem, then calling
504  * cpuset_release_agent() with pathbuf, as set by check_for_release().
505  */
506
507 static void check_for_release(struct cpuset *cs, char **ppathbuf)
508 {
509         if (notify_on_release(cs) && atomic_read(&cs->count) == 0 &&
510             list_empty(&cs->children)) {
511                 char *buf;
512
513                 buf = kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
514                 if (!buf)
515                         return;
516                 if (cpuset_path(cs, buf, PAGE_SIZE) < 0)
517                         kfree(buf);
518                 else
519                         *ppathbuf = buf;
520         }
521 }
522
523 /*
524  * Return in *pmask the portion of a cpusets's cpus_allowed that
525  * are online.  If none are online, walk up the cpuset hierarchy
526  * until we find one that does have some online cpus.  If we get
527  * all the way to the top and still haven't found any online cpus,
528  * return cpu_online_map.  Or if passed a NULL cs from an exit'ing
529  * task, return cpu_online_map.
530  *
531  * One way or another, we guarantee to return some non-empty subset
532  * of cpu_online_map.
533  *
534  * Call with callback_sem held.
535  */
536
537 static void guarantee_online_cpus(const struct cpuset *cs, cpumask_t *pmask)
538 {
539         while (cs && !cpus_intersects(cs->cpus_allowed, cpu_online_map))
540                 cs = cs->parent;
541         if (cs)
542                 cpus_and(*pmask, cs->cpus_allowed, cpu_online_map);
543         else
544                 *pmask = cpu_online_map;
545         BUG_ON(!cpus_intersects(*pmask, cpu_online_map));
546 }
547
548 /*
549  * Return in *pmask the portion of a cpusets's mems_allowed that
550  * are online.  If none are online, walk up the cpuset hierarchy
551  * until we find one that does have some online mems.  If we get
552  * all the way to the top and still haven't found any online mems,
553  * return node_online_map.
554  *
555  * One way or another, we guarantee to return some non-empty subset
556  * of node_online_map.
557  *
558  * Call with callback_sem held.
559  */
560
561 static void guarantee_online_mems(const struct cpuset *cs, nodemask_t *pmask)
562 {
563         while (cs && !nodes_intersects(cs->mems_allowed, node_online_map))
564                 cs = cs->parent;
565         if (cs)
566                 nodes_and(*pmask, cs->mems_allowed, node_online_map);
567         else
568                 *pmask = node_online_map;
569         BUG_ON(!nodes_intersects(*pmask, node_online_map));
570 }
571
572 /*
573  * Refresh current tasks mems_allowed and mems_generation from current
574  * tasks cpuset.
575  *
576  * Call without callback_sem or task_lock() held.  May be called with
577  * or without manage_sem held.  Will acquire task_lock() and might
578  * acquire callback_sem during call.
579  *
580  * The task_lock() is required to dereference current->cpuset safely.
581  * Without it, we could pick up the pointer value of current->cpuset
582  * in one instruction, and then attach_task could give us a different
583  * cpuset, and then the cpuset we had could be removed and freed,
584  * and then on our next instruction, we could dereference a no longer
585  * valid cpuset pointer to get its mems_generation field.
586  *
587  * This routine is needed to update the per-task mems_allowed data,
588  * within the tasks context, when it is trying to allocate memory
589  * (in various mm/mempolicy.c routines) and notices that some other
590  * task has been modifying its cpuset.
591  */
592
593 static void refresh_mems(void)
594 {
595         int my_cpusets_mem_gen;
596
597         task_lock(current);
598         my_cpusets_mem_gen = current->cpuset->mems_generation;
599         task_unlock(current);
600
601         if (current->cpuset_mems_generation != my_cpusets_mem_gen) {
602                 struct cpuset *cs;
603
604                 down(&callback_sem);
605                 task_lock(current);
606                 cs = current->cpuset;
607                 guarantee_online_mems(cs, &current->mems_allowed);
608                 current->cpuset_mems_generation = cs->mems_generation;
609                 task_unlock(current);
610                 up(&callback_sem);
611         }
612 }
613
614 /*
615  * is_cpuset_subset(p, q) - Is cpuset p a subset of cpuset q?
616  *
617  * One cpuset is a subset of another if all its allowed CPUs and
618  * Memory Nodes are a subset of the other, and its exclusive flags
619  * are only set if the other's are set.  Call holding manage_sem.
620  */
621
622 static int is_cpuset_subset(const struct cpuset *p, const struct cpuset *q)
623 {
624         return  cpus_subset(p->cpus_allowed, q->cpus_allowed) &&
625                 nodes_subset(p->mems_allowed, q->mems_allowed) &&
626                 is_cpu_exclusive(p) <= is_cpu_exclusive(q) &&
627                 is_mem_exclusive(p) <= is_mem_exclusive(q);
628 }
629
630 /*
631  * validate_change() - Used to validate that any proposed cpuset change
632  *                     follows the structural rules for cpusets.
633  *
634  * If we replaced the flag and mask values of the current cpuset
635  * (cur) with those values in the trial cpuset (trial), would
636  * our various subset and exclusive rules still be valid?  Presumes
637  * manage_sem held.
638  *
639  * 'cur' is the address of an actual, in-use cpuset.  Operations
640  * such as list traversal that depend on the actual address of the
641  * cpuset in the list must use cur below, not trial.
642  *
643  * 'trial' is the address of bulk structure copy of cur, with
644  * perhaps one or more of the fields cpus_allowed, mems_allowed,
645  * or flags changed to new, trial values.
646  *
647  * Return 0 if valid, -errno if not.
648  */
649
650 static int validate_change(const struct cpuset *cur, const struct cpuset *trial)
651 {
652         struct cpuset *c, *par;
653
654         /* Each of our child cpusets must be a subset of us */
655         list_for_each_entry(c, &cur->children, sibling) {
656                 if (!is_cpuset_subset(c, trial))
657                         return -EBUSY;
658         }
659
660         /* Remaining checks don't apply to root cpuset */
661         if ((par = cur->parent) == NULL)
662                 return 0;
663
664         /* We must be a subset of our parent cpuset */
665         if (!is_cpuset_subset(trial, par))
666                 return -EACCES;
667
668         /* If either I or some sibling (!= me) is exclusive, we can't overlap */
669         list_for_each_entry(c, &par->children, sibling) {
670                 if ((is_cpu_exclusive(trial) || is_cpu_exclusive(c)) &&
671                     c != cur &&
672                     cpus_intersects(trial->cpus_allowed, c->cpus_allowed))
673                         return -EINVAL;
674                 if ((is_mem_exclusive(trial) || is_mem_exclusive(c)) &&
675                     c != cur &&
676                     nodes_intersects(trial->mems_allowed, c->mems_allowed))
677                         return -EINVAL;
678         }
679
680         return 0;
681 }
682
683 /*
684  * For a given cpuset cur, partition the system as follows
685  * a. All cpus in the parent cpuset's cpus_allowed that are not part of any
686  *    exclusive child cpusets
687  * b. All cpus in the current cpuset's cpus_allowed that are not part of any
688  *    exclusive child cpusets
689  * Build these two partitions by calling partition_sched_domains
690  *
691  * Call with manage_sem held.  May nest a call to the
692  * lock_cpu_hotplug()/unlock_cpu_hotplug() pair.
693  */
694
695 static void update_cpu_domains(struct cpuset *cur)
696 {
697         struct cpuset *c, *par = cur->parent;
698         cpumask_t pspan, cspan;
699
700         if (par == NULL || cpus_empty(cur->cpus_allowed))
701                 return;
702
703         /*
704          * Get all cpus from parent's cpus_allowed not part of exclusive
705          * children
706          */
707         pspan = par->cpus_allowed;
708         list_for_each_entry(c, &par->children, sibling) {
709                 if (is_cpu_exclusive(c))
710                         cpus_andnot(pspan, pspan, c->cpus_allowed);
711         }
712         if (is_removed(cur) || !is_cpu_exclusive(cur)) {
713                 cpus_or(pspan, pspan, cur->cpus_allowed);
714                 if (cpus_equal(pspan, cur->cpus_allowed))
715                         return;
716                 cspan = CPU_MASK_NONE;
717         } else {
718                 if (cpus_empty(pspan))
719                         return;
720                 cspan = cur->cpus_allowed;
721                 /*
722                  * Get all cpus from current cpuset's cpus_allowed not part
723                  * of exclusive children
724                  */
725                 list_for_each_entry(c, &cur->children, sibling) {
726                         if (is_cpu_exclusive(c))
727                                 cpus_andnot(cspan, cspan, c->cpus_allowed);
728                 }
729         }
730
731         lock_cpu_hotplug();
732         partition_sched_domains(&pspan, &cspan);
733         unlock_cpu_hotplug();
734 }
735
736 /*
737  * Call with manage_sem held.  May take callback_sem during call.
738  */
739
740 static int update_cpumask(struct cpuset *cs, char *buf)
741 {
742         struct cpuset trialcs;
743         int retval, cpus_unchanged;
744
745         trialcs = *cs;
746         retval = cpulist_parse(buf, trialcs.cpus_allowed);
747         if (retval < 0)
748                 return retval;
749         cpus_and(trialcs.cpus_allowed, trialcs.cpus_allowed, cpu_online_map);
750         if (cpus_empty(trialcs.cpus_allowed))
751                 return -ENOSPC;
752         retval = validate_change(cs, &trialcs);
753         if (retval < 0)
754                 return retval;
755         cpus_unchanged = cpus_equal(cs->cpus_allowed, trialcs.cpus_allowed);
756         down(&callback_sem);
757         cs->cpus_allowed = trialcs.cpus_allowed;
758         up(&callback_sem);
759         if (is_cpu_exclusive(cs) && !cpus_unchanged)
760                 update_cpu_domains(cs);
761         return 0;
762 }
763
764 /*
765  * Call with manage_sem held.  May take callback_sem during call.
766  */
767
768 static int update_nodemask(struct cpuset *cs, char *buf)
769 {
770         struct cpuset trialcs;
771         int retval;
772
773         trialcs = *cs;
774         retval = nodelist_parse(buf, trialcs.mems_allowed);
775         if (retval < 0)
776                 return retval;
777         nodes_and(trialcs.mems_allowed, trialcs.mems_allowed, node_online_map);
778         if (nodes_empty(trialcs.mems_allowed))
779                 return -ENOSPC;
780         retval = validate_change(cs, &trialcs);
781         if (retval == 0) {
782                 down(&callback_sem);
783                 cs->mems_allowed = trialcs.mems_allowed;
784                 atomic_inc(&cpuset_mems_generation);
785                 cs->mems_generation = atomic_read(&cpuset_mems_generation);
786                 up(&callback_sem);
787         }
788         return retval;
789 }
790
791 /*
792  * update_flag - read a 0 or a 1 in a file and update associated flag
793  * bit: the bit to update (CS_CPU_EXCLUSIVE, CS_MEM_EXCLUSIVE,
794  *                                              CS_NOTIFY_ON_RELEASE)
795  * cs:  the cpuset to update
796  * buf: the buffer where we read the 0 or 1
797  *
798  * Call with manage_sem held.
799  */
800
801 static int update_flag(cpuset_flagbits_t bit, struct cpuset *cs, char *buf)
802 {
803         int turning_on;
804         struct cpuset trialcs;
805         int err, cpu_exclusive_changed;
806
807         turning_on = (simple_strtoul(buf, NULL, 10) != 0);
808
809         trialcs = *cs;
810         if (turning_on)
811                 set_bit(bit, &trialcs.flags);
812         else
813                 clear_bit(bit, &trialcs.flags);
814
815         err = validate_change(cs, &trialcs);
816         if (err < 0)
817                 return err;
818         cpu_exclusive_changed =
819                 (is_cpu_exclusive(cs) != is_cpu_exclusive(&trialcs));
820         down(&callback_sem);
821         if (turning_on)
822                 set_bit(bit, &cs->flags);
823         else
824                 clear_bit(bit, &cs->flags);
825         up(&callback_sem);
826
827         if (cpu_exclusive_changed)
828                 update_cpu_domains(cs);
829         return 0;
830 }
831
832 /*
833  * Attack task specified by pid in 'pidbuf' to cpuset 'cs', possibly
834  * writing the path of the old cpuset in 'ppathbuf' if it needs to be
835  * notified on release.
836  *
837  * Call holding manage_sem.  May take callback_sem and task_lock of
838  * the task 'pid' during call.
839  */
840
841 static int attach_task(struct cpuset *cs, char *pidbuf, char **ppathbuf)
842 {
843         pid_t pid;
844         struct task_struct *tsk;
845         struct cpuset *oldcs;
846         cpumask_t cpus;
847
848         if (sscanf(pidbuf, "%d", &pid) != 1)
849                 return -EIO;
850         if (cpus_empty(cs->cpus_allowed) || nodes_empty(cs->mems_allowed))
851                 return -ENOSPC;
852
853         if (pid) {
854                 read_lock(&tasklist_lock);
855
856                 tsk = find_task_by_pid(pid);
857                 if (!tsk || tsk->flags & PF_EXITING) {
858                         read_unlock(&tasklist_lock);
859                         return -ESRCH;
860                 }
861
862                 get_task_struct(tsk);
863                 read_unlock(&tasklist_lock);
864
865                 if ((current->euid) && (current->euid != tsk->uid)
866                     && (current->euid != tsk->suid)) {
867                         put_task_struct(tsk);
868                         return -EACCES;
869                 }
870         } else {
871                 tsk = current;
872                 get_task_struct(tsk);
873         }
874
875         down(&callback_sem);
876
877         task_lock(tsk);
878         oldcs = tsk->cpuset;
879         if (!oldcs) {
880                 task_unlock(tsk);
881                 up(&callback_sem);
882                 put_task_struct(tsk);
883                 return -ESRCH;
884         }
885         atomic_inc(&cs->count);
886         tsk->cpuset = cs;
887         task_unlock(tsk);
888
889         guarantee_online_cpus(cs, &cpus);
890         set_cpus_allowed(tsk, cpus);
891
892         up(&callback_sem);
893         put_task_struct(tsk);
894         if (atomic_dec_and_test(&oldcs->count))
895                 check_for_release(oldcs, ppathbuf);
896         return 0;
897 }
898
899 /* The various types of files and directories in a cpuset file system */
900
901 typedef enum {
902         FILE_ROOT,
903         FILE_DIR,
904         FILE_CPULIST,
905         FILE_MEMLIST,
906         FILE_CPU_EXCLUSIVE,
907         FILE_MEM_EXCLUSIVE,
908         FILE_NOTIFY_ON_RELEASE,
909         FILE_TASKLIST,
910 } cpuset_filetype_t;
911
912 static ssize_t cpuset_common_file_write(struct file *file, const char __user *userbuf,
913                                         size_t nbytes, loff_t *unused_ppos)
914 {
915         struct cpuset *cs = __d_cs(file->f_dentry->d_parent);
916         struct cftype *cft = __d_cft(file->f_dentry);
917         cpuset_filetype_t type = cft->private;
918         char *buffer;
919         char *pathbuf = NULL;
920         int retval = 0;
921
922         /* Crude upper limit on largest legitimate cpulist user might write. */
923         if (nbytes > 100 + 6 * NR_CPUS)
924                 return -E2BIG;
925
926         /* +1 for nul-terminator */
927         if ((buffer = kmalloc(nbytes + 1, GFP_KERNEL)) == 0)
928                 return -ENOMEM;
929
930         if (copy_from_user(buffer, userbuf, nbytes)) {
931                 retval = -EFAULT;
932                 goto out1;
933         }
934         buffer[nbytes] = 0;     /* nul-terminate */
935
936         down(&manage_sem);
937
938         if (is_removed(cs)) {
939                 retval = -ENODEV;
940                 goto out2;
941         }
942
943         switch (type) {
944         case FILE_CPULIST:
945                 retval = update_cpumask(cs, buffer);
946                 break;
947         case FILE_MEMLIST:
948                 retval = update_nodemask(cs, buffer);
949                 break;
950         case FILE_CPU_EXCLUSIVE:
951                 retval = update_flag(CS_CPU_EXCLUSIVE, cs, buffer);
952                 break;
953         case FILE_MEM_EXCLUSIVE:
954                 retval = update_flag(CS_MEM_EXCLUSIVE, cs, buffer);
955                 break;
956         case FILE_NOTIFY_ON_RELEASE:
957                 retval = update_flag(CS_NOTIFY_ON_RELEASE, cs, buffer);
958                 break;
959         case FILE_TASKLIST:
960                 retval = attach_task(cs, buffer, &pathbuf);
961                 break;
962         default:
963                 retval = -EINVAL;
964                 goto out2;
965         }
966
967         if (retval == 0)
968                 retval = nbytes;
969 out2:
970         up(&manage_sem);
971         cpuset_release_agent(pathbuf);
972 out1:
973         kfree(buffer);
974         return retval;
975 }
976
977 static ssize_t cpuset_file_write(struct file *file, const char __user *buf,
978                                                 size_t nbytes, loff_t *ppos)
979 {
980         ssize_t retval = 0;
981         struct cftype *cft = __d_cft(file->f_dentry);
982         if (!cft)
983                 return -ENODEV;
984
985         /* special function ? */
986         if (cft->write)
987                 retval = cft->write(file, buf, nbytes, ppos);
988         else
989                 retval = cpuset_common_file_write(file, buf, nbytes, ppos);
990
991         return retval;
992 }
993
994 /*
995  * These ascii lists should be read in a single call, by using a user
996  * buffer large enough to hold the entire map.  If read in smaller
997  * chunks, there is no guarantee of atomicity.  Since the display format
998  * used, list of ranges of sequential numbers, is variable length,
999  * and since these maps can change value dynamically, one could read
1000  * gibberish by doing partial reads while a list was changing.
1001  * A single large read to a buffer that crosses a page boundary is
1002  * ok, because the result being copied to user land is not recomputed
1003  * across a page fault.
1004  */
1005
1006 static int cpuset_sprintf_cpulist(char *page, struct cpuset *cs)
1007 {
1008         cpumask_t mask;
1009
1010         down(&callback_sem);
1011         mask = cs->cpus_allowed;
1012         up(&callback_sem);
1013
1014         return cpulist_scnprintf(page, PAGE_SIZE, mask);
1015 }
1016
1017 static int cpuset_sprintf_memlist(char *page, struct cpuset *cs)
1018 {
1019         nodemask_t mask;
1020
1021         down(&callback_sem);
1022         mask = cs->mems_allowed;
1023         up(&callback_sem);
1024
1025         return nodelist_scnprintf(page, PAGE_SIZE, mask);
1026 }
1027
1028 static ssize_t cpuset_common_file_read(struct file *file, char __user *buf,
1029                                 size_t nbytes, loff_t *ppos)
1030 {
1031         struct cftype *cft = __d_cft(file->f_dentry);
1032         struct cpuset *cs = __d_cs(file->f_dentry->d_parent);
1033         cpuset_filetype_t type = cft->private;
1034         char *page;
1035         ssize_t retval = 0;
1036         char *s;
1037
1038         if (!(page = (char *)__get_free_page(GFP_KERNEL)))
1039                 return -ENOMEM;
1040
1041         s = page;
1042
1043         switch (type) {
1044         case FILE_CPULIST:
1045                 s += cpuset_sprintf_cpulist(s, cs);
1046                 break;
1047         case FILE_MEMLIST:
1048                 s += cpuset_sprintf_memlist(s, cs);
1049                 break;
1050         case FILE_CPU_EXCLUSIVE:
1051                 *s++ = is_cpu_exclusive(cs) ? '1' : '0';
1052                 break;
1053         case FILE_MEM_EXCLUSIVE:
1054                 *s++ = is_mem_exclusive(cs) ? '1' : '0';
1055                 break;
1056         case FILE_NOTIFY_ON_RELEASE:
1057                 *s++ = notify_on_release(cs) ? '1' : '0';
1058                 break;
1059         default:
1060                 retval = -EINVAL;
1061                 goto out;
1062         }
1063         *s++ = '\n';
1064
1065         retval = simple_read_from_buffer(buf, nbytes, ppos, page, s - page);
1066 out:
1067         free_page((unsigned long)page);
1068         return retval;
1069 }
1070
1071 static ssize_t cpuset_file_read(struct file *file, char __user *buf, size_t nbytes,
1072                                                                 loff_t *ppos)
1073 {
1074         ssize_t retval = 0;
1075         struct cftype *cft = __d_cft(file->f_dentry);
1076         if (!cft)
1077                 return -ENODEV;
1078
1079         /* special function ? */
1080         if (cft->read)
1081                 retval = cft->read(file, buf, nbytes, ppos);
1082         else
1083                 retval = cpuset_common_file_read(file, buf, nbytes, ppos);
1084
1085         return retval;
1086 }
1087
1088 static int cpuset_file_open(struct inode *inode, struct file *file)
1089 {
1090         int err;
1091         struct cftype *cft;
1092
1093         err = generic_file_open(inode, file);
1094         if (err)
1095                 return err;
1096
1097         cft = __d_cft(file->f_dentry);
1098         if (!cft)
1099                 return -ENODEV;
1100         if (cft->open)
1101                 err = cft->open(inode, file);
1102         else
1103                 err = 0;
1104
1105         return err;
1106 }
1107
1108 static int cpuset_file_release(struct inode *inode, struct file *file)
1109 {
1110         struct cftype *cft = __d_cft(file->f_dentry);
1111         if (cft->release)
1112                 return cft->release(inode, file);
1113         return 0;
1114 }
1115
1116 /*
1117  * cpuset_rename - Only allow simple rename of directories in place.
1118  */
1119 static int cpuset_rename(struct inode *old_dir, struct dentry *old_dentry,
1120                   struct inode *new_dir, struct dentry *new_dentry)
1121 {
1122         if (!S_ISDIR(old_dentry->d_inode->i_mode))
1123                 return -ENOTDIR;
1124         if (new_dentry->d_inode)
1125                 return -EEXIST;
1126         if (old_dir != new_dir)
1127                 return -EIO;
1128         return simple_rename(old_dir, old_dentry, new_dir, new_dentry);
1129 }
1130
1131 static struct file_operations cpuset_file_operations = {
1132         .read = cpuset_file_read,
1133         .write = cpuset_file_write,
1134         .llseek = generic_file_llseek,
1135         .open = cpuset_file_open,
1136         .release = cpuset_file_release,
1137 };
1138
1139 static struct inode_operations cpuset_dir_inode_operations = {
1140         .lookup = simple_lookup,
1141         .mkdir = cpuset_mkdir,
1142         .rmdir = cpuset_rmdir,
1143         .rename = cpuset_rename,
1144 };
1145
1146 static int cpuset_create_file(struct dentry *dentry, int mode)
1147 {
1148         struct inode *inode;
1149
1150         if (!dentry)
1151                 return -ENOENT;
1152         if (dentry->d_inode)
1153                 return -EEXIST;
1154
1155         inode = cpuset_new_inode(mode);
1156         if (!inode)
1157                 return -ENOMEM;
1158
1159         if (S_ISDIR(mode)) {
1160                 inode->i_op = &cpuset_dir_inode_operations;
1161                 inode->i_fop = &simple_dir_operations;
1162
1163                 /* start off with i_nlink == 2 (for "." entry) */
1164                 inode->i_nlink++;
1165         } else if (S_ISREG(mode)) {
1166                 inode->i_size = 0;
1167                 inode->i_fop = &cpuset_file_operations;
1168         }
1169
1170         d_instantiate(dentry, inode);
1171         dget(dentry);   /* Extra count - pin the dentry in core */
1172         return 0;
1173 }
1174
1175 /*
1176  *      cpuset_create_dir - create a directory for an object.
1177  *      cs:     the cpuset we create the directory for.
1178  *              It must have a valid ->parent field
1179  *              And we are going to fill its ->dentry field.
1180  *      name:   The name to give to the cpuset directory. Will be copied.
1181  *      mode:   mode to set on new directory.
1182  */
1183
1184 static int cpuset_create_dir(struct cpuset *cs, const char *name, int mode)
1185 {
1186         struct dentry *dentry = NULL;
1187         struct dentry *parent;
1188         int error = 0;
1189
1190         parent = cs->parent->dentry;
1191         dentry = cpuset_get_dentry(parent, name);
1192         if (IS_ERR(dentry))
1193                 return PTR_ERR(dentry);
1194         error = cpuset_create_file(dentry, S_IFDIR | mode);
1195         if (!error) {
1196                 dentry->d_fsdata = cs;
1197                 parent->d_inode->i_nlink++;
1198                 cs->dentry = dentry;
1199         }
1200         dput(dentry);
1201
1202         return error;
1203 }
1204
1205 static int cpuset_add_file(struct dentry *dir, const struct cftype *cft)
1206 {
1207         struct dentry *dentry;
1208         int error;
1209
1210         down(&dir->d_inode->i_sem);
1211         dentry = cpuset_get_dentry(dir, cft->name);
1212         if (!IS_ERR(dentry)) {
1213                 error = cpuset_create_file(dentry, 0644 | S_IFREG);
1214                 if (!error)
1215                         dentry->d_fsdata = (void *)cft;
1216                 dput(dentry);
1217         } else
1218                 error = PTR_ERR(dentry);
1219         up(&dir->d_inode->i_sem);
1220         return error;
1221 }
1222
1223 /*
1224  * Stuff for reading the 'tasks' file.
1225  *
1226  * Reading this file can return large amounts of data if a cpuset has
1227  * *lots* of attached tasks. So it may need several calls to read(),
1228  * but we cannot guarantee that the information we produce is correct
1229  * unless we produce it entirely atomically.
1230  *
1231  * Upon tasks file open(), a struct ctr_struct is allocated, that
1232  * will have a pointer to an array (also allocated here).  The struct
1233  * ctr_struct * is stored in file->private_data.  Its resources will
1234  * be freed by release() when the file is closed.  The array is used
1235  * to sprintf the PIDs and then used by read().
1236  */
1237
1238 /* cpusets_tasks_read array */
1239
1240 struct ctr_struct {
1241         char *buf;
1242         int bufsz;
1243 };
1244
1245 /*
1246  * Load into 'pidarray' up to 'npids' of the tasks using cpuset 'cs'.
1247  * Return actual number of pids loaded.  No need to task_lock(p)
1248  * when reading out p->cpuset, as we don't really care if it changes
1249  * on the next cycle, and we are not going to try to dereference it.
1250  */
1251 static inline int pid_array_load(pid_t *pidarray, int npids, struct cpuset *cs)
1252 {
1253         int n = 0;
1254         struct task_struct *g, *p;
1255
1256         read_lock(&tasklist_lock);
1257
1258         do_each_thread(g, p) {
1259                 if (p->cpuset == cs) {
1260                         pidarray[n++] = p->pid;
1261                         if (unlikely(n == npids))
1262                                 goto array_full;
1263                 }
1264         } while_each_thread(g, p);
1265
1266 array_full:
1267         read_unlock(&tasklist_lock);
1268         return n;
1269 }
1270
1271 static int cmppid(const void *a, const void *b)
1272 {
1273         return *(pid_t *)a - *(pid_t *)b;
1274 }
1275
1276 /*
1277  * Convert array 'a' of 'npids' pid_t's to a string of newline separated
1278  * decimal pids in 'buf'.  Don't write more than 'sz' chars, but return
1279  * count 'cnt' of how many chars would be written if buf were large enough.
1280  */
1281 static int pid_array_to_buf(char *buf, int sz, pid_t *a, int npids)
1282 {
1283         int cnt = 0;
1284         int i;
1285
1286         for (i = 0; i < npids; i++)
1287                 cnt += snprintf(buf + cnt, max(sz - cnt, 0), "%d\n", a[i]);
1288         return cnt;
1289 }
1290
1291 /*
1292  * Handle an open on 'tasks' file.  Prepare a buffer listing the
1293  * process id's of tasks currently attached to the cpuset being opened.
1294  *
1295  * Does not require any specific cpuset semaphores, and does not take any.
1296  */
1297 static int cpuset_tasks_open(struct inode *unused, struct file *file)
1298 {
1299         struct cpuset *cs = __d_cs(file->f_dentry->d_parent);
1300         struct ctr_struct *ctr;
1301         pid_t *pidarray;
1302         int npids;
1303         char c;
1304
1305         if (!(file->f_mode & FMODE_READ))
1306                 return 0;
1307
1308         ctr = kmalloc(sizeof(*ctr), GFP_KERNEL);
1309         if (!ctr)
1310                 goto err0;
1311
1312         /*
1313          * If cpuset gets more users after we read count, we won't have
1314          * enough space - tough.  This race is indistinguishable to the
1315          * caller from the case that the additional cpuset users didn't
1316          * show up until sometime later on.
1317          */
1318         npids = atomic_read(&cs->count);
1319         pidarray = kmalloc(npids * sizeof(pid_t), GFP_KERNEL);
1320         if (!pidarray)
1321                 goto err1;
1322
1323         npids = pid_array_load(pidarray, npids, cs);
1324         sort(pidarray, npids, sizeof(pid_t), cmppid, NULL);
1325
1326         /* Call pid_array_to_buf() twice, first just to get bufsz */
1327         ctr->bufsz = pid_array_to_buf(&c, sizeof(c), pidarray, npids) + 1;
1328         ctr->buf = kmalloc(ctr->bufsz, GFP_KERNEL);
1329         if (!ctr->buf)
1330                 goto err2;
1331         ctr->bufsz = pid_array_to_buf(ctr->buf, ctr->bufsz, pidarray, npids);
1332
1333         kfree(pidarray);
1334         file->private_data = ctr;
1335         return 0;
1336
1337 err2:
1338         kfree(pidarray);
1339 err1:
1340         kfree(ctr);
1341 err0:
1342         return -ENOMEM;
1343 }
1344
1345 static ssize_t cpuset_tasks_read(struct file *file, char __user *buf,
1346                                                 size_t nbytes, loff_t *ppos)
1347 {
1348         struct ctr_struct *ctr = file->private_data;
1349
1350         if (*ppos + nbytes > ctr->bufsz)
1351                 nbytes = ctr->bufsz - *ppos;
1352         if (copy_to_user(buf, ctr->buf + *ppos, nbytes))
1353                 return -EFAULT;
1354         *ppos += nbytes;
1355         return nbytes;
1356 }
1357
1358 static int cpuset_tasks_release(struct inode *unused_inode, struct file *file)
1359 {
1360         struct ctr_struct *ctr;
1361
1362         if (file->f_mode & FMODE_READ) {
1363                 ctr = file->private_data;
1364                 kfree(ctr->buf);
1365                 kfree(ctr);
1366         }
1367         return 0;
1368 }
1369
1370 /*
1371  * for the common functions, 'private' gives the type of file
1372  */
1373
1374 static struct cftype cft_tasks = {
1375         .name = "tasks",
1376         .open = cpuset_tasks_open,
1377         .read = cpuset_tasks_read,
1378         .release = cpuset_tasks_release,
1379         .private = FILE_TASKLIST,
1380 };
1381
1382 static struct cftype cft_cpus = {
1383         .name = "cpus",
1384         .private = FILE_CPULIST,
1385 };
1386
1387 static struct cftype cft_mems = {
1388         .name = "mems",
1389         .private = FILE_MEMLIST,
1390 };
1391
1392 static struct cftype cft_cpu_exclusive = {
1393         .name = "cpu_exclusive",
1394         .private = FILE_CPU_EXCLUSIVE,
1395 };
1396
1397 static struct cftype cft_mem_exclusive = {
1398         .name = "mem_exclusive",
1399         .private = FILE_MEM_EXCLUSIVE,
1400 };
1401
1402 static struct cftype cft_notify_on_release = {
1403         .name = "notify_on_release",
1404         .private = FILE_NOTIFY_ON_RELEASE,
1405 };
1406
1407 static int cpuset_populate_dir(struct dentry *cs_dentry)
1408 {
1409         int err;
1410
1411         if ((err = cpuset_add_file(cs_dentry, &cft_cpus)) < 0)
1412                 return err;
1413         if ((err = cpuset_add_file(cs_dentry, &cft_mems)) < 0)
1414                 return err;
1415         if ((err = cpuset_add_file(cs_dentry, &cft_cpu_exclusive)) < 0)
1416                 return err;
1417         if ((err = cpuset_add_file(cs_dentry, &cft_mem_exclusive)) < 0)
1418                 return err;
1419         if ((err = cpuset_add_file(cs_dentry, &cft_notify_on_release)) < 0)
1420                 return err;
1421         if ((err = cpuset_add_file(cs_dentry, &cft_tasks)) < 0)
1422                 return err;
1423         return 0;
1424 }
1425
1426 /*
1427  *      cpuset_create - create a cpuset
1428  *      parent: cpuset that will be parent of the new cpuset.
1429  *      name:           name of the new cpuset. Will be strcpy'ed.
1430  *      mode:           mode to set on new inode
1431  *
1432  *      Must be called with the semaphore on the parent inode held
1433  */
1434
1435 static long cpuset_create(struct cpuset *parent, const char *name, int mode)
1436 {
1437         struct cpuset *cs;
1438         int err;
1439
1440         cs = kmalloc(sizeof(*cs), GFP_KERNEL);
1441         if (!cs)
1442                 return -ENOMEM;
1443
1444         down(&manage_sem);
1445         refresh_mems();
1446         cs->flags = 0;
1447         if (notify_on_release(parent))
1448                 set_bit(CS_NOTIFY_ON_RELEASE, &cs->flags);
1449         cs->cpus_allowed = CPU_MASK_NONE;
1450         cs->mems_allowed = NODE_MASK_NONE;
1451         atomic_set(&cs->count, 0);
1452         INIT_LIST_HEAD(&cs->sibling);
1453         INIT_LIST_HEAD(&cs->children);
1454         atomic_inc(&cpuset_mems_generation);
1455         cs->mems_generation = atomic_read(&cpuset_mems_generation);
1456
1457         cs->parent = parent;
1458
1459         down(&callback_sem);
1460         list_add(&cs->sibling, &cs->parent->children);
1461         up(&callback_sem);
1462
1463         err = cpuset_create_dir(cs, name, mode);
1464         if (err < 0)
1465                 goto err;
1466
1467         /*
1468          * Release manage_sem before cpuset_populate_dir() because it
1469          * will down() this new directory's i_sem and if we race with
1470          * another mkdir, we might deadlock.
1471          */
1472         up(&manage_sem);
1473
1474         err = cpuset_populate_dir(cs->dentry);
1475         /* If err < 0, we have a half-filled directory - oh well ;) */
1476         return 0;
1477 err:
1478         list_del(&cs->sibling);
1479         up(&manage_sem);
1480         kfree(cs);
1481         return err;
1482 }
1483
1484 static int cpuset_mkdir(struct inode *dir, struct dentry *dentry, int mode)
1485 {
1486         struct cpuset *c_parent = dentry->d_parent->d_fsdata;
1487
1488         /* the vfs holds inode->i_sem already */
1489         return cpuset_create(c_parent, dentry->d_name.name, mode | S_IFDIR);
1490 }
1491
1492 static int cpuset_rmdir(struct inode *unused_dir, struct dentry *dentry)
1493 {
1494         struct cpuset *cs = dentry->d_fsdata;
1495         struct dentry *d;
1496         struct cpuset *parent;
1497         char *pathbuf = NULL;
1498
1499         /* the vfs holds both inode->i_sem already */
1500
1501         down(&manage_sem);
1502         refresh_mems();
1503         if (atomic_read(&cs->count) > 0) {
1504                 up(&manage_sem);
1505                 return -EBUSY;
1506         }
1507         if (!list_empty(&cs->children)) {
1508                 up(&manage_sem);
1509                 return -EBUSY;
1510         }
1511         parent = cs->parent;
1512         down(&callback_sem);
1513         set_bit(CS_REMOVED, &cs->flags);
1514         if (is_cpu_exclusive(cs))
1515                 update_cpu_domains(cs);
1516         list_del(&cs->sibling); /* delete my sibling from parent->children */
1517         spin_lock(&cs->dentry->d_lock);
1518         d = dget(cs->dentry);
1519         cs->dentry = NULL;
1520         spin_unlock(&d->d_lock);
1521         cpuset_d_remove_dir(d);
1522         dput(d);
1523         up(&callback_sem);
1524         if (list_empty(&parent->children))
1525                 check_for_release(parent, &pathbuf);
1526         up(&manage_sem);
1527         cpuset_release_agent(pathbuf);
1528         return 0;
1529 }
1530
1531 /**
1532  * cpuset_init - initialize cpusets at system boot
1533  *
1534  * Description: Initialize top_cpuset and the cpuset internal file system,
1535  **/
1536
1537 int __init cpuset_init(void)
1538 {
1539         struct dentry *root;
1540         int err;
1541
1542         top_cpuset.cpus_allowed = CPU_MASK_ALL;
1543         top_cpuset.mems_allowed = NODE_MASK_ALL;
1544
1545         atomic_inc(&cpuset_mems_generation);
1546         top_cpuset.mems_generation = atomic_read(&cpuset_mems_generation);
1547
1548         init_task.cpuset = &top_cpuset;
1549
1550         err = register_filesystem(&cpuset_fs_type);
1551         if (err < 0)
1552                 goto out;
1553         cpuset_mount = kern_mount(&cpuset_fs_type);
1554         if (IS_ERR(cpuset_mount)) {
1555                 printk(KERN_ERR "cpuset: could not mount!\n");
1556                 err = PTR_ERR(cpuset_mount);
1557                 cpuset_mount = NULL;
1558                 goto out;
1559         }
1560         root = cpuset_mount->mnt_sb->s_root;
1561         root->d_fsdata = &top_cpuset;
1562         root->d_inode->i_nlink++;
1563         top_cpuset.dentry = root;
1564         root->d_inode->i_op = &cpuset_dir_inode_operations;
1565         err = cpuset_populate_dir(root);
1566 out:
1567         return err;
1568 }
1569
1570 /**
1571  * cpuset_init_smp - initialize cpus_allowed
1572  *
1573  * Description: Finish top cpuset after cpu, node maps are initialized
1574  **/
1575
1576 void __init cpuset_init_smp(void)
1577 {
1578         top_cpuset.cpus_allowed = cpu_online_map;
1579         top_cpuset.mems_allowed = node_online_map;
1580 }
1581
1582 /**
1583  * cpuset_fork - attach newly forked task to its parents cpuset.
1584  * @tsk: pointer to task_struct of forking parent process.
1585  *
1586  * Description: A task inherits its parent's cpuset at fork().
1587  *
1588  * A pointer to the shared cpuset was automatically copied in fork.c
1589  * by dup_task_struct().  However, we ignore that copy, since it was
1590  * not made under the protection of task_lock(), so might no longer be
1591  * a valid cpuset pointer.  attach_task() might have already changed
1592  * current->cpuset, allowing the previously referenced cpuset to
1593  * be removed and freed.  Instead, we task_lock(current) and copy
1594  * its present value of current->cpuset for our freshly forked child.
1595  *
1596  * At the point that cpuset_fork() is called, 'current' is the parent
1597  * task, and the passed argument 'child' points to the child task.
1598  **/
1599
1600 void cpuset_fork(struct task_struct *child)
1601 {
1602         task_lock(current);
1603         child->cpuset = current->cpuset;
1604         atomic_inc(&child->cpuset->count);
1605         task_unlock(current);
1606 }
1607
1608 /**
1609  * cpuset_exit - detach cpuset from exiting task
1610  * @tsk: pointer to task_struct of exiting process
1611  *
1612  * Description: Detach cpuset from @tsk and release it.
1613  *
1614  * Note that cpusets marked notify_on_release force every task in
1615  * them to take the global manage_sem semaphore when exiting.
1616  * This could impact scaling on very large systems.  Be reluctant to
1617  * use notify_on_release cpusets where very high task exit scaling
1618  * is required on large systems.
1619  *
1620  * Don't even think about derefencing 'cs' after the cpuset use count
1621  * goes to zero, except inside a critical section guarded by manage_sem
1622  * or callback_sem.   Otherwise a zero cpuset use count is a license to
1623  * any other task to nuke the cpuset immediately, via cpuset_rmdir().
1624  *
1625  * This routine has to take manage_sem, not callback_sem, because
1626  * it is holding that semaphore while calling check_for_release(),
1627  * which calls kmalloc(), so can't be called holding callback__sem().
1628  *
1629  * We don't need to task_lock() this reference to tsk->cpuset,
1630  * because tsk is already marked PF_EXITING, so attach_task() won't
1631  * mess with it.
1632  **/
1633
1634 void cpuset_exit(struct task_struct *tsk)
1635 {
1636         struct cpuset *cs;
1637
1638         BUG_ON(!(tsk->flags & PF_EXITING));
1639
1640         cs = tsk->cpuset;
1641         tsk->cpuset = NULL;
1642
1643         if (notify_on_release(cs)) {
1644                 char *pathbuf = NULL;
1645
1646                 down(&manage_sem);
1647                 if (atomic_dec_and_test(&cs->count))
1648                         check_for_release(cs, &pathbuf);
1649                 up(&manage_sem);
1650                 cpuset_release_agent(pathbuf);
1651         } else {
1652                 atomic_dec(&cs->count);
1653         }
1654 }
1655
1656 /**
1657  * cpuset_cpus_allowed - return cpus_allowed mask from a tasks cpuset.
1658  * @tsk: pointer to task_struct from which to obtain cpuset->cpus_allowed.
1659  *
1660  * Description: Returns the cpumask_t cpus_allowed of the cpuset
1661  * attached to the specified @tsk.  Guaranteed to return some non-empty
1662  * subset of cpu_online_map, even if this means going outside the
1663  * tasks cpuset.
1664  **/
1665
1666 cpumask_t cpuset_cpus_allowed(const struct task_struct *tsk)
1667 {
1668         cpumask_t mask;
1669
1670         down(&callback_sem);
1671         task_lock((struct task_struct *)tsk);
1672         guarantee_online_cpus(tsk->cpuset, &mask);
1673         task_unlock((struct task_struct *)tsk);
1674         up(&callback_sem);
1675
1676         return mask;
1677 }
1678
1679 void cpuset_init_current_mems_allowed(void)
1680 {
1681         current->mems_allowed = NODE_MASK_ALL;
1682 }
1683
1684 /**
1685  * cpuset_update_current_mems_allowed - update mems parameters to new values
1686  *
1687  * If the current tasks cpusets mems_allowed changed behind our backs,
1688  * update current->mems_allowed and mems_generation to the new value.
1689  * Do not call this routine if in_interrupt().
1690  *
1691  * Call without callback_sem or task_lock() held.  May be called
1692  * with or without manage_sem held.  Unless exiting, it will acquire
1693  * task_lock().  Also might acquire callback_sem during call to
1694  * refresh_mems().
1695  */
1696
1697 void cpuset_update_current_mems_allowed(void)
1698 {
1699         struct cpuset *cs;
1700         int need_to_refresh = 0;
1701
1702         task_lock(current);
1703         cs = current->cpuset;
1704         if (!cs)
1705                 goto done;
1706         if (current->cpuset_mems_generation != cs->mems_generation)
1707                 need_to_refresh = 1;
1708 done:
1709         task_unlock(current);
1710         if (need_to_refresh)
1711                 refresh_mems();
1712 }
1713
1714 /**
1715  * cpuset_restrict_to_mems_allowed - limit nodes to current mems_allowed
1716  * @nodes: pointer to a node bitmap that is and-ed with mems_allowed
1717  */
1718 void cpuset_restrict_to_mems_allowed(unsigned long *nodes)
1719 {
1720         bitmap_and(nodes, nodes, nodes_addr(current->mems_allowed),
1721                                                         MAX_NUMNODES);
1722 }
1723
1724 /**
1725  * cpuset_zonelist_valid_mems_allowed - check zonelist vs. curremt mems_allowed
1726  * @zl: the zonelist to be checked
1727  *
1728  * Are any of the nodes on zonelist zl allowed in current->mems_allowed?
1729  */
1730 int cpuset_zonelist_valid_mems_allowed(struct zonelist *zl)
1731 {
1732         int i;
1733
1734         for (i = 0; zl->zones[i]; i++) {
1735                 int nid = zl->zones[i]->zone_pgdat->node_id;
1736
1737                 if (node_isset(nid, current->mems_allowed))
1738                         return 1;
1739         }
1740         return 0;
1741 }
1742
1743 /*
1744  * nearest_exclusive_ancestor() - Returns the nearest mem_exclusive
1745  * ancestor to the specified cpuset.  Call holding callback_sem.
1746  * If no ancestor is mem_exclusive (an unusual configuration), then
1747  * returns the root cpuset.
1748  */
1749 static const struct cpuset *nearest_exclusive_ancestor(const struct cpuset *cs)
1750 {
1751         while (!is_mem_exclusive(cs) && cs->parent)
1752                 cs = cs->parent;
1753         return cs;
1754 }
1755
1756 /**
1757  * cpuset_zone_allowed - Can we allocate memory on zone z's memory node?
1758  * @z: is this zone on an allowed node?
1759  * @gfp_mask: memory allocation flags (we use __GFP_HARDWALL)
1760  *
1761  * If we're in interrupt, yes, we can always allocate.  If zone
1762  * z's node is in our tasks mems_allowed, yes.  If it's not a
1763  * __GFP_HARDWALL request and this zone's nodes is in the nearest
1764  * mem_exclusive cpuset ancestor to this tasks cpuset, yes.
1765  * Otherwise, no.
1766  *
1767  * GFP_USER allocations are marked with the __GFP_HARDWALL bit,
1768  * and do not allow allocations outside the current tasks cpuset.
1769  * GFP_KERNEL allocations are not so marked, so can escape to the
1770  * nearest mem_exclusive ancestor cpuset.
1771  *
1772  * Scanning up parent cpusets requires callback_sem.  The __alloc_pages()
1773  * routine only calls here with __GFP_HARDWALL bit _not_ set if
1774  * it's a GFP_KERNEL allocation, and all nodes in the current tasks
1775  * mems_allowed came up empty on the first pass over the zonelist.
1776  * So only GFP_KERNEL allocations, if all nodes in the cpuset are
1777  * short of memory, might require taking the callback_sem semaphore.
1778  *
1779  * The first loop over the zonelist in mm/page_alloc.c:__alloc_pages()
1780  * calls here with __GFP_HARDWALL always set in gfp_mask, enforcing
1781  * hardwall cpusets - no allocation on a node outside the cpuset is
1782  * allowed (unless in interrupt, of course).
1783  *
1784  * The second loop doesn't even call here for GFP_ATOMIC requests
1785  * (if the __alloc_pages() local variable 'wait' is set).  That check
1786  * and the checks below have the combined affect in the second loop of
1787  * the __alloc_pages() routine that:
1788  *      in_interrupt - any node ok (current task context irrelevant)
1789  *      GFP_ATOMIC   - any node ok
1790  *      GFP_KERNEL   - any node in enclosing mem_exclusive cpuset ok
1791  *      GFP_USER     - only nodes in current tasks mems allowed ok.
1792  **/
1793
1794 int cpuset_zone_allowed(struct zone *z, gfp_t gfp_mask)
1795 {
1796         int node;                       /* node that zone z is on */
1797         const struct cpuset *cs;        /* current cpuset ancestors */
1798         int allowed = 1;                /* is allocation in zone z allowed? */
1799
1800         if (in_interrupt())
1801                 return 1;
1802         node = z->zone_pgdat->node_id;
1803         if (node_isset(node, current->mems_allowed))
1804                 return 1;
1805         if (gfp_mask & __GFP_HARDWALL)  /* If hardwall request, stop here */
1806                 return 0;
1807
1808         /* Not hardwall and node outside mems_allowed: scan up cpusets */
1809         down(&callback_sem);
1810
1811         if (current->flags & PF_EXITING) /* Let dying task have memory */
1812                 return 1;
1813         task_lock(current);
1814         cs = nearest_exclusive_ancestor(current->cpuset);
1815         task_unlock(current);
1816
1817         allowed = node_isset(node, cs->mems_allowed);
1818         up(&callback_sem);
1819         return allowed;
1820 }
1821
1822 /**
1823  * cpuset_excl_nodes_overlap - Do we overlap @p's mem_exclusive ancestors?
1824  * @p: pointer to task_struct of some other task.
1825  *
1826  * Description: Return true if the nearest mem_exclusive ancestor
1827  * cpusets of tasks @p and current overlap.  Used by oom killer to
1828  * determine if task @p's memory usage might impact the memory
1829  * available to the current task.
1830  *
1831  * Acquires callback_sem - not suitable for calling from a fast path.
1832  **/
1833
1834 int cpuset_excl_nodes_overlap(const struct task_struct *p)
1835 {
1836         const struct cpuset *cs1, *cs2; /* my and p's cpuset ancestors */
1837         int overlap = 0;                /* do cpusets overlap? */
1838
1839         down(&callback_sem);
1840
1841         task_lock(current);
1842         if (current->flags & PF_EXITING) {
1843                 task_unlock(current);
1844                 goto done;
1845         }
1846         cs1 = nearest_exclusive_ancestor(current->cpuset);
1847         task_unlock(current);
1848
1849         task_lock((struct task_struct *)p);
1850         if (p->flags & PF_EXITING) {
1851                 task_unlock((struct task_struct *)p);
1852                 goto done;
1853         }
1854         cs2 = nearest_exclusive_ancestor(p->cpuset);
1855         task_unlock((struct task_struct *)p);
1856
1857         overlap = nodes_intersects(cs1->mems_allowed, cs2->mems_allowed);
1858 done:
1859         up(&callback_sem);
1860
1861         return overlap;
1862 }
1863
1864 /*
1865  * proc_cpuset_show()
1866  *  - Print tasks cpuset path into seq_file.
1867  *  - Used for /proc/<pid>/cpuset.
1868  *  - No need to task_lock(tsk) on this tsk->cpuset reference, as it
1869  *    doesn't really matter if tsk->cpuset changes after we read it,
1870  *    and we take manage_sem, keeping attach_task() from changing it
1871  *    anyway.
1872  */
1873
1874 static int proc_cpuset_show(struct seq_file *m, void *v)
1875 {
1876         struct cpuset *cs;
1877         struct task_struct *tsk;
1878         char *buf;
1879         int retval = 0;
1880
1881         buf = kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
1882         if (!buf)
1883                 return -ENOMEM;
1884
1885         tsk = m->private;
1886         down(&manage_sem);
1887         cs = tsk->cpuset;
1888         if (!cs) {
1889                 retval = -EINVAL;
1890                 goto out;
1891         }
1892
1893         retval = cpuset_path(cs, buf, PAGE_SIZE);
1894         if (retval < 0)
1895                 goto out;
1896         seq_puts(m, buf);
1897         seq_putc(m, '\n');
1898 out:
1899         up(&manage_sem);
1900         kfree(buf);
1901         return retval;
1902 }
1903
1904 static int cpuset_open(struct inode *inode, struct file *file)
1905 {
1906         struct task_struct *tsk = PROC_I(inode)->task;
1907         return single_open(file, proc_cpuset_show, tsk);
1908 }
1909
1910 struct file_operations proc_cpuset_operations = {
1911         .open           = cpuset_open,
1912         .read           = seq_read,
1913         .llseek         = seq_lseek,
1914         .release        = single_release,
1915 };
1916
1917 /* Display task cpus_allowed, mems_allowed in /proc/<pid>/status file. */
1918 char *cpuset_task_status_allowed(struct task_struct *task, char *buffer)
1919 {
1920         buffer += sprintf(buffer, "Cpus_allowed:\t");
1921         buffer += cpumask_scnprintf(buffer, PAGE_SIZE, task->cpus_allowed);
1922         buffer += sprintf(buffer, "\n");
1923         buffer += sprintf(buffer, "Mems_allowed:\t");
1924         buffer += nodemask_scnprintf(buffer, PAGE_SIZE, task->mems_allowed);
1925         buffer += sprintf(buffer, "\n");
1926         return buffer;
1927 }