[PATCH] lockdep: stacktrace subsystem, core
[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) 2004-2006 Silicon Graphics, Inc.
8  *
9  *  Portions derived from Patrick Mochel's sysfs code.
10  *  sysfs is Copyright (c) 2001-3 Patrick Mochel
11  *
12  *  2003-10-10 Written by Simon Derr.
13  *  2003-10-22 Updates by Stephen Hemminger.
14  *  2004 May-July Rework by Paul Jackson.
15  *
16  *  This file is subject to the terms and conditions of the GNU General Public
17  *  License.  See the file COPYING in the main directory of the Linux
18  *  distribution for more details.
19  */
20
21 #include <linux/cpu.h>
22 #include <linux/cpumask.h>
23 #include <linux/cpuset.h>
24 #include <linux/err.h>
25 #include <linux/errno.h>
26 #include <linux/file.h>
27 #include <linux/fs.h>
28 #include <linux/init.h>
29 #include <linux/interrupt.h>
30 #include <linux/kernel.h>
31 #include <linux/kmod.h>
32 #include <linux/list.h>
33 #include <linux/mempolicy.h>
34 #include <linux/mm.h>
35 #include <linux/module.h>
36 #include <linux/mount.h>
37 #include <linux/namei.h>
38 #include <linux/pagemap.h>
39 #include <linux/proc_fs.h>
40 #include <linux/rcupdate.h>
41 #include <linux/sched.h>
42 #include <linux/seq_file.h>
43 #include <linux/security.h>
44 #include <linux/slab.h>
45 #include <linux/smp_lock.h>
46 #include <linux/spinlock.h>
47 #include <linux/stat.h>
48 #include <linux/string.h>
49 #include <linux/time.h>
50 #include <linux/backing-dev.h>
51 #include <linux/sort.h>
52
53 #include <asm/uaccess.h>
54 #include <asm/atomic.h>
55 #include <linux/mutex.h>
56
57 #define CPUSET_SUPER_MAGIC              0x27e0eb
58
59 /*
60  * Tracks how many cpusets are currently defined in system.
61  * When there is only one cpuset (the root cpuset) we can
62  * short circuit some hooks.
63  */
64 int number_of_cpusets __read_mostly;
65
66 /* See "Frequency meter" comments, below. */
67
68 struct fmeter {
69         int cnt;                /* unprocessed events count */
70         int val;                /* most recent output value */
71         time_t time;            /* clock (secs) when val computed */
72         spinlock_t lock;        /* guards read or write of above */
73 };
74
75 struct cpuset {
76         unsigned long flags;            /* "unsigned long" so bitops work */
77         cpumask_t cpus_allowed;         /* CPUs allowed to tasks in cpuset */
78         nodemask_t mems_allowed;        /* Memory Nodes allowed to tasks */
79
80         /*
81          * Count is atomic so can incr (fork) or decr (exit) without a lock.
82          */
83         atomic_t count;                 /* count tasks using this cpuset */
84
85         /*
86          * We link our 'sibling' struct into our parents 'children'.
87          * Our children link their 'sibling' into our 'children'.
88          */
89         struct list_head sibling;       /* my parents children */
90         struct list_head children;      /* my children */
91
92         struct cpuset *parent;          /* my parent */
93         struct dentry *dentry;          /* cpuset fs entry */
94
95         /*
96          * Copy of global cpuset_mems_generation as of the most
97          * recent time this cpuset changed its mems_allowed.
98          */
99         int mems_generation;
100
101         struct fmeter fmeter;           /* memory_pressure filter */
102 };
103
104 /* bits in struct cpuset flags field */
105 typedef enum {
106         CS_CPU_EXCLUSIVE,
107         CS_MEM_EXCLUSIVE,
108         CS_MEMORY_MIGRATE,
109         CS_REMOVED,
110         CS_NOTIFY_ON_RELEASE,
111         CS_SPREAD_PAGE,
112         CS_SPREAD_SLAB,
113 } cpuset_flagbits_t;
114
115 /* convenient tests for these bits */
116 static inline int is_cpu_exclusive(const struct cpuset *cs)
117 {
118         return test_bit(CS_CPU_EXCLUSIVE, &cs->flags);
119 }
120
121 static inline int is_mem_exclusive(const struct cpuset *cs)
122 {
123         return test_bit(CS_MEM_EXCLUSIVE, &cs->flags);
124 }
125
126 static inline int is_removed(const struct cpuset *cs)
127 {
128         return test_bit(CS_REMOVED, &cs->flags);
129 }
130
131 static inline int notify_on_release(const struct cpuset *cs)
132 {
133         return test_bit(CS_NOTIFY_ON_RELEASE, &cs->flags);
134 }
135
136 static inline int is_memory_migrate(const struct cpuset *cs)
137 {
138         return test_bit(CS_MEMORY_MIGRATE, &cs->flags);
139 }
140
141 static inline int is_spread_page(const struct cpuset *cs)
142 {
143         return test_bit(CS_SPREAD_PAGE, &cs->flags);
144 }
145
146 static inline int is_spread_slab(const struct cpuset *cs)
147 {
148         return test_bit(CS_SPREAD_SLAB, &cs->flags);
149 }
150
151 /*
152  * Increment this integer everytime any cpuset changes its
153  * mems_allowed value.  Users of cpusets can track this generation
154  * number, and avoid having to lock and reload mems_allowed unless
155  * the cpuset they're using changes generation.
156  *
157  * A single, global generation is needed because attach_task() could
158  * reattach a task to a different cpuset, which must not have its
159  * generation numbers aliased with those of that tasks previous cpuset.
160  *
161  * Generations are needed for mems_allowed because one task cannot
162  * modify anothers memory placement.  So we must enable every task,
163  * on every visit to __alloc_pages(), to efficiently check whether
164  * its current->cpuset->mems_allowed has changed, requiring an update
165  * of its current->mems_allowed.
166  *
167  * Since cpuset_mems_generation is guarded by manage_mutex,
168  * there is no need to mark it atomic.
169  */
170 static int cpuset_mems_generation;
171
172 static struct cpuset top_cpuset = {
173         .flags = ((1 << CS_CPU_EXCLUSIVE) | (1 << CS_MEM_EXCLUSIVE)),
174         .cpus_allowed = CPU_MASK_ALL,
175         .mems_allowed = NODE_MASK_ALL,
176         .count = ATOMIC_INIT(0),
177         .sibling = LIST_HEAD_INIT(top_cpuset.sibling),
178         .children = LIST_HEAD_INIT(top_cpuset.children),
179 };
180
181 static struct vfsmount *cpuset_mount;
182 static struct super_block *cpuset_sb;
183
184 /*
185  * We have two global cpuset mutexes below.  They can nest.
186  * It is ok to first take manage_mutex, then nest callback_mutex.  We also
187  * require taking task_lock() when dereferencing a tasks cpuset pointer.
188  * See "The task_lock() exception", at the end of this comment.
189  *
190  * A task must hold both mutexes to modify cpusets.  If a task
191  * holds manage_mutex, then it blocks others wanting that mutex,
192  * ensuring that it is the only task able to also acquire callback_mutex
193  * and be able to modify cpusets.  It can perform various checks on
194  * the cpuset structure first, knowing nothing will change.  It can
195  * also allocate memory while just holding manage_mutex.  While it is
196  * performing these checks, various callback routines can briefly
197  * acquire callback_mutex to query cpusets.  Once it is ready to make
198  * the changes, it takes callback_mutex, blocking everyone else.
199  *
200  * Calls to the kernel memory allocator can not be made while holding
201  * callback_mutex, as that would risk double tripping on callback_mutex
202  * from one of the callbacks into the cpuset code from within
203  * __alloc_pages().
204  *
205  * If a task is only holding callback_mutex, then it has read-only
206  * access to cpusets.
207  *
208  * The task_struct fields mems_allowed and mems_generation may only
209  * be accessed in the context of that task, so require no locks.
210  *
211  * Any task can increment and decrement the count field without lock.
212  * So in general, code holding manage_mutex or callback_mutex can't rely
213  * on the count field not changing.  However, if the count goes to
214  * zero, then only attach_task(), which holds both mutexes, can
215  * increment it again.  Because a count of zero means that no tasks
216  * are currently attached, therefore there is no way a task attached
217  * to that cpuset can fork (the other way to increment the count).
218  * So code holding manage_mutex or callback_mutex can safely assume that
219  * if the count is zero, it will stay zero.  Similarly, if a task
220  * holds manage_mutex or callback_mutex on a cpuset with zero count, it
221  * knows that the cpuset won't be removed, as cpuset_rmdir() needs
222  * both of those mutexes.
223  *
224  * The cpuset_common_file_write handler for operations that modify
225  * the cpuset hierarchy holds manage_mutex across the entire operation,
226  * single threading all such cpuset modifications across the system.
227  *
228  * The cpuset_common_file_read() handlers only hold callback_mutex across
229  * small pieces of code, such as when reading out possibly multi-word
230  * cpumasks and nodemasks.
231  *
232  * The fork and exit callbacks cpuset_fork() and cpuset_exit(), don't
233  * (usually) take either mutex.  These are the two most performance
234  * critical pieces of code here.  The exception occurs on cpuset_exit(),
235  * when a task in a notify_on_release cpuset exits.  Then manage_mutex
236  * is taken, and if the cpuset count is zero, a usermode call made
237  * to /sbin/cpuset_release_agent with the name of the cpuset (path
238  * relative to the root of cpuset file system) as the argument.
239  *
240  * A cpuset can only be deleted if both its 'count' of using tasks
241  * is zero, and its list of 'children' cpusets is empty.  Since all
242  * tasks in the system use _some_ cpuset, and since there is always at
243  * least one task in the system (init, pid == 1), therefore, top_cpuset
244  * always has either children cpusets and/or using tasks.  So we don't
245  * need a special hack to ensure that top_cpuset cannot be deleted.
246  *
247  * The above "Tale of Two Semaphores" would be complete, but for:
248  *
249  *      The task_lock() exception
250  *
251  * The need for this exception arises from the action of attach_task(),
252  * which overwrites one tasks cpuset pointer with another.  It does
253  * so using both mutexes, however there are several performance
254  * critical places that need to reference task->cpuset without the
255  * expense of grabbing a system global mutex.  Therefore except as
256  * noted below, when dereferencing or, as in attach_task(), modifying
257  * a tasks cpuset pointer we use task_lock(), which acts on a spinlock
258  * (task->alloc_lock) already in the task_struct routinely used for
259  * such matters.
260  *
261  * P.S.  One more locking exception.  RCU is used to guard the
262  * update of a tasks cpuset pointer by attach_task() and the
263  * access of task->cpuset->mems_generation via that pointer in
264  * the routine cpuset_update_task_memory_state().
265  */
266
267 static DEFINE_MUTEX(manage_mutex);
268 static DEFINE_MUTEX(callback_mutex);
269
270 /*
271  * A couple of forward declarations required, due to cyclic reference loop:
272  *  cpuset_mkdir -> cpuset_create -> cpuset_populate_dir -> cpuset_add_file
273  *  -> cpuset_create_file -> cpuset_dir_inode_operations -> cpuset_mkdir.
274  */
275
276 static int cpuset_mkdir(struct inode *dir, struct dentry *dentry, int mode);
277 static int cpuset_rmdir(struct inode *unused_dir, struct dentry *dentry);
278
279 static struct backing_dev_info cpuset_backing_dev_info = {
280         .ra_pages = 0,          /* No readahead */
281         .capabilities   = BDI_CAP_NO_ACCT_DIRTY | BDI_CAP_NO_WRITEBACK,
282 };
283
284 static struct inode *cpuset_new_inode(mode_t mode)
285 {
286         struct inode *inode = new_inode(cpuset_sb);
287
288         if (inode) {
289                 inode->i_mode = mode;
290                 inode->i_uid = current->fsuid;
291                 inode->i_gid = current->fsgid;
292                 inode->i_blksize = PAGE_CACHE_SIZE;
293                 inode->i_blocks = 0;
294                 inode->i_atime = inode->i_mtime = inode->i_ctime = CURRENT_TIME;
295                 inode->i_mapping->backing_dev_info = &cpuset_backing_dev_info;
296         }
297         return inode;
298 }
299
300 static void cpuset_diput(struct dentry *dentry, struct inode *inode)
301 {
302         /* is dentry a directory ? if so, kfree() associated cpuset */
303         if (S_ISDIR(inode->i_mode)) {
304                 struct cpuset *cs = dentry->d_fsdata;
305                 BUG_ON(!(is_removed(cs)));
306                 kfree(cs);
307         }
308         iput(inode);
309 }
310
311 static struct dentry_operations cpuset_dops = {
312         .d_iput = cpuset_diput,
313 };
314
315 static struct dentry *cpuset_get_dentry(struct dentry *parent, const char *name)
316 {
317         struct dentry *d = lookup_one_len(name, parent, strlen(name));
318         if (!IS_ERR(d))
319                 d->d_op = &cpuset_dops;
320         return d;
321 }
322
323 static void remove_dir(struct dentry *d)
324 {
325         struct dentry *parent = dget(d->d_parent);
326
327         d_delete(d);
328         simple_rmdir(parent->d_inode, d);
329         dput(parent);
330 }
331
332 /*
333  * NOTE : the dentry must have been dget()'ed
334  */
335 static void cpuset_d_remove_dir(struct dentry *dentry)
336 {
337         struct list_head *node;
338
339         spin_lock(&dcache_lock);
340         node = dentry->d_subdirs.next;
341         while (node != &dentry->d_subdirs) {
342                 struct dentry *d = list_entry(node, struct dentry, d_u.d_child);
343                 list_del_init(node);
344                 if (d->d_inode) {
345                         d = dget_locked(d);
346                         spin_unlock(&dcache_lock);
347                         d_delete(d);
348                         simple_unlink(dentry->d_inode, d);
349                         dput(d);
350                         spin_lock(&dcache_lock);
351                 }
352                 node = dentry->d_subdirs.next;
353         }
354         list_del_init(&dentry->d_u.d_child);
355         spin_unlock(&dcache_lock);
356         remove_dir(dentry);
357 }
358
359 static struct super_operations cpuset_ops = {
360         .statfs = simple_statfs,
361         .drop_inode = generic_delete_inode,
362 };
363
364 static int cpuset_fill_super(struct super_block *sb, void *unused_data,
365                                                         int unused_silent)
366 {
367         struct inode *inode;
368         struct dentry *root;
369
370         sb->s_blocksize = PAGE_CACHE_SIZE;
371         sb->s_blocksize_bits = PAGE_CACHE_SHIFT;
372         sb->s_magic = CPUSET_SUPER_MAGIC;
373         sb->s_op = &cpuset_ops;
374         cpuset_sb = sb;
375
376         inode = cpuset_new_inode(S_IFDIR | S_IRUGO | S_IXUGO | S_IWUSR);
377         if (inode) {
378                 inode->i_op = &simple_dir_inode_operations;
379                 inode->i_fop = &simple_dir_operations;
380                 /* directories start off with i_nlink == 2 (for "." entry) */
381                 inode->i_nlink++;
382         } else {
383                 return -ENOMEM;
384         }
385
386         root = d_alloc_root(inode);
387         if (!root) {
388                 iput(inode);
389                 return -ENOMEM;
390         }
391         sb->s_root = root;
392         return 0;
393 }
394
395 static int cpuset_get_sb(struct file_system_type *fs_type,
396                          int flags, const char *unused_dev_name,
397                          void *data, struct vfsmount *mnt)
398 {
399         return get_sb_single(fs_type, flags, data, cpuset_fill_super, mnt);
400 }
401
402 static struct file_system_type cpuset_fs_type = {
403         .name = "cpuset",
404         .get_sb = cpuset_get_sb,
405         .kill_sb = kill_litter_super,
406 };
407
408 /* struct cftype:
409  *
410  * The files in the cpuset filesystem mostly have a very simple read/write
411  * handling, some common function will take care of it. Nevertheless some cases
412  * (read tasks) are special and therefore I define this structure for every
413  * kind of file.
414  *
415  *
416  * When reading/writing to a file:
417  *      - the cpuset to use in file->f_dentry->d_parent->d_fsdata
418  *      - the 'cftype' of the file is file->f_dentry->d_fsdata
419  */
420
421 struct cftype {
422         char *name;
423         int private;
424         int (*open) (struct inode *inode, struct file *file);
425         ssize_t (*read) (struct file *file, char __user *buf, size_t nbytes,
426                                                         loff_t *ppos);
427         int (*write) (struct file *file, const char __user *buf, size_t nbytes,
428                                                         loff_t *ppos);
429         int (*release) (struct inode *inode, struct file *file);
430 };
431
432 static inline struct cpuset *__d_cs(struct dentry *dentry)
433 {
434         return dentry->d_fsdata;
435 }
436
437 static inline struct cftype *__d_cft(struct dentry *dentry)
438 {
439         return dentry->d_fsdata;
440 }
441
442 /*
443  * Call with manage_mutex held.  Writes path of cpuset into buf.
444  * Returns 0 on success, -errno on error.
445  */
446
447 static int cpuset_path(const struct cpuset *cs, char *buf, int buflen)
448 {
449         char *start;
450
451         start = buf + buflen;
452
453         *--start = '\0';
454         for (;;) {
455                 int len = cs->dentry->d_name.len;
456                 if ((start -= len) < buf)
457                         return -ENAMETOOLONG;
458                 memcpy(start, cs->dentry->d_name.name, len);
459                 cs = cs->parent;
460                 if (!cs)
461                         break;
462                 if (!cs->parent)
463                         continue;
464                 if (--start < buf)
465                         return -ENAMETOOLONG;
466                 *start = '/';
467         }
468         memmove(buf, start, buf + buflen - start);
469         return 0;
470 }
471
472 /*
473  * Notify userspace when a cpuset is released, by running
474  * /sbin/cpuset_release_agent with the name of the cpuset (path
475  * relative to the root of cpuset file system) as the argument.
476  *
477  * Most likely, this user command will try to rmdir this cpuset.
478  *
479  * This races with the possibility that some other task will be
480  * attached to this cpuset before it is removed, or that some other
481  * user task will 'mkdir' a child cpuset of this cpuset.  That's ok.
482  * The presumed 'rmdir' will fail quietly if this cpuset is no longer
483  * unused, and this cpuset will be reprieved from its death sentence,
484  * to continue to serve a useful existence.  Next time it's released,
485  * we will get notified again, if it still has 'notify_on_release' set.
486  *
487  * The final arg to call_usermodehelper() is 0, which means don't
488  * wait.  The separate /sbin/cpuset_release_agent task is forked by
489  * call_usermodehelper(), then control in this thread returns here,
490  * without waiting for the release agent task.  We don't bother to
491  * wait because the caller of this routine has no use for the exit
492  * status of the /sbin/cpuset_release_agent task, so no sense holding
493  * our caller up for that.
494  *
495  * When we had only one cpuset mutex, we had to call this
496  * without holding it, to avoid deadlock when call_usermodehelper()
497  * allocated memory.  With two locks, we could now call this while
498  * holding manage_mutex, but we still don't, so as to minimize
499  * the time manage_mutex is held.
500  */
501
502 static void cpuset_release_agent(const char *pathbuf)
503 {
504         char *argv[3], *envp[3];
505         int i;
506
507         if (!pathbuf)
508                 return;
509
510         i = 0;
511         argv[i++] = "/sbin/cpuset_release_agent";
512         argv[i++] = (char *)pathbuf;
513         argv[i] = NULL;
514
515         i = 0;
516         /* minimal command environment */
517         envp[i++] = "HOME=/";
518         envp[i++] = "PATH=/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin";
519         envp[i] = NULL;
520
521         call_usermodehelper(argv[0], argv, envp, 0);
522         kfree(pathbuf);
523 }
524
525 /*
526  * Either cs->count of using tasks transitioned to zero, or the
527  * cs->children list of child cpusets just became empty.  If this
528  * cs is notify_on_release() and now both the user count is zero and
529  * the list of children is empty, prepare cpuset path in a kmalloc'd
530  * buffer, to be returned via ppathbuf, so that the caller can invoke
531  * cpuset_release_agent() with it later on, once manage_mutex is dropped.
532  * Call here with manage_mutex held.
533  *
534  * This check_for_release() routine is responsible for kmalloc'ing
535  * pathbuf.  The above cpuset_release_agent() is responsible for
536  * kfree'ing pathbuf.  The caller of these routines is responsible
537  * for providing a pathbuf pointer, initialized to NULL, then
538  * calling check_for_release() with manage_mutex held and the address
539  * of the pathbuf pointer, then dropping manage_mutex, then calling
540  * cpuset_release_agent() with pathbuf, as set by check_for_release().
541  */
542
543 static void check_for_release(struct cpuset *cs, char **ppathbuf)
544 {
545         if (notify_on_release(cs) && atomic_read(&cs->count) == 0 &&
546             list_empty(&cs->children)) {
547                 char *buf;
548
549                 buf = kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
550                 if (!buf)
551                         return;
552                 if (cpuset_path(cs, buf, PAGE_SIZE) < 0)
553                         kfree(buf);
554                 else
555                         *ppathbuf = buf;
556         }
557 }
558
559 /*
560  * Return in *pmask the portion of a cpusets's cpus_allowed that
561  * are online.  If none are online, walk up the cpuset hierarchy
562  * until we find one that does have some online cpus.  If we get
563  * all the way to the top and still haven't found any online cpus,
564  * return cpu_online_map.  Or if passed a NULL cs from an exit'ing
565  * task, return cpu_online_map.
566  *
567  * One way or another, we guarantee to return some non-empty subset
568  * of cpu_online_map.
569  *
570  * Call with callback_mutex held.
571  */
572
573 static void guarantee_online_cpus(const struct cpuset *cs, cpumask_t *pmask)
574 {
575         while (cs && !cpus_intersects(cs->cpus_allowed, cpu_online_map))
576                 cs = cs->parent;
577         if (cs)
578                 cpus_and(*pmask, cs->cpus_allowed, cpu_online_map);
579         else
580                 *pmask = cpu_online_map;
581         BUG_ON(!cpus_intersects(*pmask, cpu_online_map));
582 }
583
584 /*
585  * Return in *pmask the portion of a cpusets's mems_allowed that
586  * are online.  If none are online, walk up the cpuset hierarchy
587  * until we find one that does have some online mems.  If we get
588  * all the way to the top and still haven't found any online mems,
589  * return node_online_map.
590  *
591  * One way or another, we guarantee to return some non-empty subset
592  * of node_online_map.
593  *
594  * Call with callback_mutex held.
595  */
596
597 static void guarantee_online_mems(const struct cpuset *cs, nodemask_t *pmask)
598 {
599         while (cs && !nodes_intersects(cs->mems_allowed, node_online_map))
600                 cs = cs->parent;
601         if (cs)
602                 nodes_and(*pmask, cs->mems_allowed, node_online_map);
603         else
604                 *pmask = node_online_map;
605         BUG_ON(!nodes_intersects(*pmask, node_online_map));
606 }
607
608 /**
609  * cpuset_update_task_memory_state - update task memory placement
610  *
611  * If the current tasks cpusets mems_allowed changed behind our
612  * backs, update current->mems_allowed, mems_generation and task NUMA
613  * mempolicy to the new value.
614  *
615  * Task mempolicy is updated by rebinding it relative to the
616  * current->cpuset if a task has its memory placement changed.
617  * Do not call this routine if in_interrupt().
618  *
619  * Call without callback_mutex or task_lock() held.  May be
620  * called with or without manage_mutex held.  Thanks in part to
621  * 'the_top_cpuset_hack', the tasks cpuset pointer will never
622  * be NULL.  This routine also might acquire callback_mutex and
623  * current->mm->mmap_sem during call.
624  *
625  * Reading current->cpuset->mems_generation doesn't need task_lock
626  * to guard the current->cpuset derefence, because it is guarded
627  * from concurrent freeing of current->cpuset by attach_task(),
628  * using RCU.
629  *
630  * The rcu_dereference() is technically probably not needed,
631  * as I don't actually mind if I see a new cpuset pointer but
632  * an old value of mems_generation.  However this really only
633  * matters on alpha systems using cpusets heavily.  If I dropped
634  * that rcu_dereference(), it would save them a memory barrier.
635  * For all other arch's, rcu_dereference is a no-op anyway, and for
636  * alpha systems not using cpusets, another planned optimization,
637  * avoiding the rcu critical section for tasks in the root cpuset
638  * which is statically allocated, so can't vanish, will make this
639  * irrelevant.  Better to use RCU as intended, than to engage in
640  * some cute trick to save a memory barrier that is impossible to
641  * test, for alpha systems using cpusets heavily, which might not
642  * even exist.
643  *
644  * This routine is needed to update the per-task mems_allowed data,
645  * within the tasks context, when it is trying to allocate memory
646  * (in various mm/mempolicy.c routines) and notices that some other
647  * task has been modifying its cpuset.
648  */
649
650 void cpuset_update_task_memory_state(void)
651 {
652         int my_cpusets_mem_gen;
653         struct task_struct *tsk = current;
654         struct cpuset *cs;
655
656         if (tsk->cpuset == &top_cpuset) {
657                 /* Don't need rcu for top_cpuset.  It's never freed. */
658                 my_cpusets_mem_gen = top_cpuset.mems_generation;
659         } else {
660                 rcu_read_lock();
661                 cs = rcu_dereference(tsk->cpuset);
662                 my_cpusets_mem_gen = cs->mems_generation;
663                 rcu_read_unlock();
664         }
665
666         if (my_cpusets_mem_gen != tsk->cpuset_mems_generation) {
667                 mutex_lock(&callback_mutex);
668                 task_lock(tsk);
669                 cs = tsk->cpuset;       /* Maybe changed when task not locked */
670                 guarantee_online_mems(cs, &tsk->mems_allowed);
671                 tsk->cpuset_mems_generation = cs->mems_generation;
672                 if (is_spread_page(cs))
673                         tsk->flags |= PF_SPREAD_PAGE;
674                 else
675                         tsk->flags &= ~PF_SPREAD_PAGE;
676                 if (is_spread_slab(cs))
677                         tsk->flags |= PF_SPREAD_SLAB;
678                 else
679                         tsk->flags &= ~PF_SPREAD_SLAB;
680                 task_unlock(tsk);
681                 mutex_unlock(&callback_mutex);
682                 mpol_rebind_task(tsk, &tsk->mems_allowed);
683         }
684 }
685
686 /*
687  * is_cpuset_subset(p, q) - Is cpuset p a subset of cpuset q?
688  *
689  * One cpuset is a subset of another if all its allowed CPUs and
690  * Memory Nodes are a subset of the other, and its exclusive flags
691  * are only set if the other's are set.  Call holding manage_mutex.
692  */
693
694 static int is_cpuset_subset(const struct cpuset *p, const struct cpuset *q)
695 {
696         return  cpus_subset(p->cpus_allowed, q->cpus_allowed) &&
697                 nodes_subset(p->mems_allowed, q->mems_allowed) &&
698                 is_cpu_exclusive(p) <= is_cpu_exclusive(q) &&
699                 is_mem_exclusive(p) <= is_mem_exclusive(q);
700 }
701
702 /*
703  * validate_change() - Used to validate that any proposed cpuset change
704  *                     follows the structural rules for cpusets.
705  *
706  * If we replaced the flag and mask values of the current cpuset
707  * (cur) with those values in the trial cpuset (trial), would
708  * our various subset and exclusive rules still be valid?  Presumes
709  * manage_mutex held.
710  *
711  * 'cur' is the address of an actual, in-use cpuset.  Operations
712  * such as list traversal that depend on the actual address of the
713  * cpuset in the list must use cur below, not trial.
714  *
715  * 'trial' is the address of bulk structure copy of cur, with
716  * perhaps one or more of the fields cpus_allowed, mems_allowed,
717  * or flags changed to new, trial values.
718  *
719  * Return 0 if valid, -errno if not.
720  */
721
722 static int validate_change(const struct cpuset *cur, const struct cpuset *trial)
723 {
724         struct cpuset *c, *par;
725
726         /* Each of our child cpusets must be a subset of us */
727         list_for_each_entry(c, &cur->children, sibling) {
728                 if (!is_cpuset_subset(c, trial))
729                         return -EBUSY;
730         }
731
732         /* Remaining checks don't apply to root cpuset */
733         if ((par = cur->parent) == NULL)
734                 return 0;
735
736         /* We must be a subset of our parent cpuset */
737         if (!is_cpuset_subset(trial, par))
738                 return -EACCES;
739
740         /* If either I or some sibling (!= me) is exclusive, we can't overlap */
741         list_for_each_entry(c, &par->children, sibling) {
742                 if ((is_cpu_exclusive(trial) || is_cpu_exclusive(c)) &&
743                     c != cur &&
744                     cpus_intersects(trial->cpus_allowed, c->cpus_allowed))
745                         return -EINVAL;
746                 if ((is_mem_exclusive(trial) || is_mem_exclusive(c)) &&
747                     c != cur &&
748                     nodes_intersects(trial->mems_allowed, c->mems_allowed))
749                         return -EINVAL;
750         }
751
752         return 0;
753 }
754
755 /*
756  * For a given cpuset cur, partition the system as follows
757  * a. All cpus in the parent cpuset's cpus_allowed that are not part of any
758  *    exclusive child cpusets
759  * b. All cpus in the current cpuset's cpus_allowed that are not part of any
760  *    exclusive child cpusets
761  * Build these two partitions by calling partition_sched_domains
762  *
763  * Call with manage_mutex held.  May nest a call to the
764  * lock_cpu_hotplug()/unlock_cpu_hotplug() pair.
765  */
766
767 static void update_cpu_domains(struct cpuset *cur)
768 {
769         struct cpuset *c, *par = cur->parent;
770         cpumask_t pspan, cspan;
771
772         if (par == NULL || cpus_empty(cur->cpus_allowed))
773                 return;
774
775         /*
776          * Get all cpus from parent's cpus_allowed not part of exclusive
777          * children
778          */
779         pspan = par->cpus_allowed;
780         list_for_each_entry(c, &par->children, sibling) {
781                 if (is_cpu_exclusive(c))
782                         cpus_andnot(pspan, pspan, c->cpus_allowed);
783         }
784         if (is_removed(cur) || !is_cpu_exclusive(cur)) {
785                 cpus_or(pspan, pspan, cur->cpus_allowed);
786                 if (cpus_equal(pspan, cur->cpus_allowed))
787                         return;
788                 cspan = CPU_MASK_NONE;
789         } else {
790                 if (cpus_empty(pspan))
791                         return;
792                 cspan = cur->cpus_allowed;
793                 /*
794                  * Get all cpus from current cpuset's cpus_allowed not part
795                  * of exclusive children
796                  */
797                 list_for_each_entry(c, &cur->children, sibling) {
798                         if (is_cpu_exclusive(c))
799                                 cpus_andnot(cspan, cspan, c->cpus_allowed);
800                 }
801         }
802
803         lock_cpu_hotplug();
804         partition_sched_domains(&pspan, &cspan);
805         unlock_cpu_hotplug();
806 }
807
808 /*
809  * Call with manage_mutex held.  May take callback_mutex during call.
810  */
811
812 static int update_cpumask(struct cpuset *cs, char *buf)
813 {
814         struct cpuset trialcs;
815         int retval, cpus_unchanged;
816
817         trialcs = *cs;
818         retval = cpulist_parse(buf, trialcs.cpus_allowed);
819         if (retval < 0)
820                 return retval;
821         cpus_and(trialcs.cpus_allowed, trialcs.cpus_allowed, cpu_online_map);
822         if (cpus_empty(trialcs.cpus_allowed))
823                 return -ENOSPC;
824         retval = validate_change(cs, &trialcs);
825         if (retval < 0)
826                 return retval;
827         cpus_unchanged = cpus_equal(cs->cpus_allowed, trialcs.cpus_allowed);
828         mutex_lock(&callback_mutex);
829         cs->cpus_allowed = trialcs.cpus_allowed;
830         mutex_unlock(&callback_mutex);
831         if (is_cpu_exclusive(cs) && !cpus_unchanged)
832                 update_cpu_domains(cs);
833         return 0;
834 }
835
836 /*
837  * cpuset_migrate_mm
838  *
839  *    Migrate memory region from one set of nodes to another.
840  *
841  *    Temporarilly set tasks mems_allowed to target nodes of migration,
842  *    so that the migration code can allocate pages on these nodes.
843  *
844  *    Call holding manage_mutex, so our current->cpuset won't change
845  *    during this call, as manage_mutex holds off any attach_task()
846  *    calls.  Therefore we don't need to take task_lock around the
847  *    call to guarantee_online_mems(), as we know no one is changing
848  *    our tasks cpuset.
849  *
850  *    Hold callback_mutex around the two modifications of our tasks
851  *    mems_allowed to synchronize with cpuset_mems_allowed().
852  *
853  *    While the mm_struct we are migrating is typically from some
854  *    other task, the task_struct mems_allowed that we are hacking
855  *    is for our current task, which must allocate new pages for that
856  *    migrating memory region.
857  *
858  *    We call cpuset_update_task_memory_state() before hacking
859  *    our tasks mems_allowed, so that we are assured of being in
860  *    sync with our tasks cpuset, and in particular, callbacks to
861  *    cpuset_update_task_memory_state() from nested page allocations
862  *    won't see any mismatch of our cpuset and task mems_generation
863  *    values, so won't overwrite our hacked tasks mems_allowed
864  *    nodemask.
865  */
866
867 static void cpuset_migrate_mm(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
868                                                         const nodemask_t *to)
869 {
870         struct task_struct *tsk = current;
871
872         cpuset_update_task_memory_state();
873
874         mutex_lock(&callback_mutex);
875         tsk->mems_allowed = *to;
876         mutex_unlock(&callback_mutex);
877
878         do_migrate_pages(mm, from, to, MPOL_MF_MOVE_ALL);
879
880         mutex_lock(&callback_mutex);
881         guarantee_online_mems(tsk->cpuset, &tsk->mems_allowed);
882         mutex_unlock(&callback_mutex);
883 }
884
885 /*
886  * Handle user request to change the 'mems' memory placement
887  * of a cpuset.  Needs to validate the request, update the
888  * cpusets mems_allowed and mems_generation, and for each
889  * task in the cpuset, rebind any vma mempolicies and if
890  * the cpuset is marked 'memory_migrate', migrate the tasks
891  * pages to the new memory.
892  *
893  * Call with manage_mutex held.  May take callback_mutex during call.
894  * Will take tasklist_lock, scan tasklist for tasks in cpuset cs,
895  * lock each such tasks mm->mmap_sem, scan its vma's and rebind
896  * their mempolicies to the cpusets new mems_allowed.
897  */
898
899 static int update_nodemask(struct cpuset *cs, char *buf)
900 {
901         struct cpuset trialcs;
902         nodemask_t oldmem;
903         struct task_struct *g, *p;
904         struct mm_struct **mmarray;
905         int i, n, ntasks;
906         int migrate;
907         int fudge;
908         int retval;
909
910         trialcs = *cs;
911         retval = nodelist_parse(buf, trialcs.mems_allowed);
912         if (retval < 0)
913                 goto done;
914         nodes_and(trialcs.mems_allowed, trialcs.mems_allowed, node_online_map);
915         oldmem = cs->mems_allowed;
916         if (nodes_equal(oldmem, trialcs.mems_allowed)) {
917                 retval = 0;             /* Too easy - nothing to do */
918                 goto done;
919         }
920         if (nodes_empty(trialcs.mems_allowed)) {
921                 retval = -ENOSPC;
922                 goto done;
923         }
924         retval = validate_change(cs, &trialcs);
925         if (retval < 0)
926                 goto done;
927
928         mutex_lock(&callback_mutex);
929         cs->mems_allowed = trialcs.mems_allowed;
930         cs->mems_generation = cpuset_mems_generation++;
931         mutex_unlock(&callback_mutex);
932
933         set_cpuset_being_rebound(cs);           /* causes mpol_copy() rebind */
934
935         fudge = 10;                             /* spare mmarray[] slots */
936         fudge += cpus_weight(cs->cpus_allowed); /* imagine one fork-bomb/cpu */
937         retval = -ENOMEM;
938
939         /*
940          * Allocate mmarray[] to hold mm reference for each task
941          * in cpuset cs.  Can't kmalloc GFP_KERNEL while holding
942          * tasklist_lock.  We could use GFP_ATOMIC, but with a
943          * few more lines of code, we can retry until we get a big
944          * enough mmarray[] w/o using GFP_ATOMIC.
945          */
946         while (1) {
947                 ntasks = atomic_read(&cs->count);       /* guess */
948                 ntasks += fudge;
949                 mmarray = kmalloc(ntasks * sizeof(*mmarray), GFP_KERNEL);
950                 if (!mmarray)
951                         goto done;
952                 write_lock_irq(&tasklist_lock);         /* block fork */
953                 if (atomic_read(&cs->count) <= ntasks)
954                         break;                          /* got enough */
955                 write_unlock_irq(&tasklist_lock);       /* try again */
956                 kfree(mmarray);
957         }
958
959         n = 0;
960
961         /* Load up mmarray[] with mm reference for each task in cpuset. */
962         do_each_thread(g, p) {
963                 struct mm_struct *mm;
964
965                 if (n >= ntasks) {
966                         printk(KERN_WARNING
967                                 "Cpuset mempolicy rebind incomplete.\n");
968                         continue;
969                 }
970                 if (p->cpuset != cs)
971                         continue;
972                 mm = get_task_mm(p);
973                 if (!mm)
974                         continue;
975                 mmarray[n++] = mm;
976         } while_each_thread(g, p);
977         write_unlock_irq(&tasklist_lock);
978
979         /*
980          * Now that we've dropped the tasklist spinlock, we can
981          * rebind the vma mempolicies of each mm in mmarray[] to their
982          * new cpuset, and release that mm.  The mpol_rebind_mm()
983          * call takes mmap_sem, which we couldn't take while holding
984          * tasklist_lock.  Forks can happen again now - the mpol_copy()
985          * cpuset_being_rebound check will catch such forks, and rebind
986          * their vma mempolicies too.  Because we still hold the global
987          * cpuset manage_mutex, we know that no other rebind effort will
988          * be contending for the global variable cpuset_being_rebound.
989          * It's ok if we rebind the same mm twice; mpol_rebind_mm()
990          * is idempotent.  Also migrate pages in each mm to new nodes.
991          */
992         migrate = is_memory_migrate(cs);
993         for (i = 0; i < n; i++) {
994                 struct mm_struct *mm = mmarray[i];
995
996                 mpol_rebind_mm(mm, &cs->mems_allowed);
997                 if (migrate)
998                         cpuset_migrate_mm(mm, &oldmem, &cs->mems_allowed);
999                 mmput(mm);
1000         }
1001
1002         /* We're done rebinding vma's to this cpusets new mems_allowed. */
1003         kfree(mmarray);
1004         set_cpuset_being_rebound(NULL);
1005         retval = 0;
1006 done:
1007         return retval;
1008 }
1009
1010 /*
1011  * Call with manage_mutex held.
1012  */
1013
1014 static int update_memory_pressure_enabled(struct cpuset *cs, char *buf)
1015 {
1016         if (simple_strtoul(buf, NULL, 10) != 0)
1017                 cpuset_memory_pressure_enabled = 1;
1018         else
1019                 cpuset_memory_pressure_enabled = 0;
1020         return 0;
1021 }
1022
1023 /*
1024  * update_flag - read a 0 or a 1 in a file and update associated flag
1025  * bit: the bit to update (CS_CPU_EXCLUSIVE, CS_MEM_EXCLUSIVE,
1026  *                              CS_NOTIFY_ON_RELEASE, CS_MEMORY_MIGRATE,
1027  *                              CS_SPREAD_PAGE, CS_SPREAD_SLAB)
1028  * cs:  the cpuset to update
1029  * buf: the buffer where we read the 0 or 1
1030  *
1031  * Call with manage_mutex held.
1032  */
1033
1034 static int update_flag(cpuset_flagbits_t bit, struct cpuset *cs, char *buf)
1035 {
1036         int turning_on;
1037         struct cpuset trialcs;
1038         int err, cpu_exclusive_changed;
1039
1040         turning_on = (simple_strtoul(buf, NULL, 10) != 0);
1041
1042         trialcs = *cs;
1043         if (turning_on)
1044                 set_bit(bit, &trialcs.flags);
1045         else
1046                 clear_bit(bit, &trialcs.flags);
1047
1048         err = validate_change(cs, &trialcs);
1049         if (err < 0)
1050                 return err;
1051         cpu_exclusive_changed =
1052                 (is_cpu_exclusive(cs) != is_cpu_exclusive(&trialcs));
1053         mutex_lock(&callback_mutex);
1054         if (turning_on)
1055                 set_bit(bit, &cs->flags);
1056         else
1057                 clear_bit(bit, &cs->flags);
1058         mutex_unlock(&callback_mutex);
1059
1060         if (cpu_exclusive_changed)
1061                 update_cpu_domains(cs);
1062         return 0;
1063 }
1064
1065 /*
1066  * Frequency meter - How fast is some event occurring?
1067  *
1068  * These routines manage a digitally filtered, constant time based,
1069  * event frequency meter.  There are four routines:
1070  *   fmeter_init() - initialize a frequency meter.
1071  *   fmeter_markevent() - called each time the event happens.
1072  *   fmeter_getrate() - returns the recent rate of such events.
1073  *   fmeter_update() - internal routine used to update fmeter.
1074  *
1075  * A common data structure is passed to each of these routines,
1076  * which is used to keep track of the state required to manage the
1077  * frequency meter and its digital filter.
1078  *
1079  * The filter works on the number of events marked per unit time.
1080  * The filter is single-pole low-pass recursive (IIR).  The time unit
1081  * is 1 second.  Arithmetic is done using 32-bit integers scaled to
1082  * simulate 3 decimal digits of precision (multiplied by 1000).
1083  *
1084  * With an FM_COEF of 933, and a time base of 1 second, the filter
1085  * has a half-life of 10 seconds, meaning that if the events quit
1086  * happening, then the rate returned from the fmeter_getrate()
1087  * will be cut in half each 10 seconds, until it converges to zero.
1088  *
1089  * It is not worth doing a real infinitely recursive filter.  If more
1090  * than FM_MAXTICKS ticks have elapsed since the last filter event,
1091  * just compute FM_MAXTICKS ticks worth, by which point the level
1092  * will be stable.
1093  *
1094  * Limit the count of unprocessed events to FM_MAXCNT, so as to avoid
1095  * arithmetic overflow in the fmeter_update() routine.
1096  *
1097  * Given the simple 32 bit integer arithmetic used, this meter works
1098  * best for reporting rates between one per millisecond (msec) and
1099  * one per 32 (approx) seconds.  At constant rates faster than one
1100  * per msec it maxes out at values just under 1,000,000.  At constant
1101  * rates between one per msec, and one per second it will stabilize
1102  * to a value N*1000, where N is the rate of events per second.
1103  * At constant rates between one per second and one per 32 seconds,
1104  * it will be choppy, moving up on the seconds that have an event,
1105  * and then decaying until the next event.  At rates slower than
1106  * about one in 32 seconds, it decays all the way back to zero between
1107  * each event.
1108  */
1109
1110 #define FM_COEF 933             /* coefficient for half-life of 10 secs */
1111 #define FM_MAXTICKS ((time_t)99) /* useless computing more ticks than this */
1112 #define FM_MAXCNT 1000000       /* limit cnt to avoid overflow */
1113 #define FM_SCALE 1000           /* faux fixed point scale */
1114
1115 /* Initialize a frequency meter */
1116 static void fmeter_init(struct fmeter *fmp)
1117 {
1118         fmp->cnt = 0;
1119         fmp->val = 0;
1120         fmp->time = 0;
1121         spin_lock_init(&fmp->lock);
1122 }
1123
1124 /* Internal meter update - process cnt events and update value */
1125 static void fmeter_update(struct fmeter *fmp)
1126 {
1127         time_t now = get_seconds();
1128         time_t ticks = now - fmp->time;
1129
1130         if (ticks == 0)
1131                 return;
1132
1133         ticks = min(FM_MAXTICKS, ticks);
1134         while (ticks-- > 0)
1135                 fmp->val = (FM_COEF * fmp->val) / FM_SCALE;
1136         fmp->time = now;
1137
1138         fmp->val += ((FM_SCALE - FM_COEF) * fmp->cnt) / FM_SCALE;
1139         fmp->cnt = 0;
1140 }
1141
1142 /* Process any previous ticks, then bump cnt by one (times scale). */
1143 static void fmeter_markevent(struct fmeter *fmp)
1144 {
1145         spin_lock(&fmp->lock);
1146         fmeter_update(fmp);
1147         fmp->cnt = min(FM_MAXCNT, fmp->cnt + FM_SCALE);
1148         spin_unlock(&fmp->lock);
1149 }
1150
1151 /* Process any previous ticks, then return current value. */
1152 static int fmeter_getrate(struct fmeter *fmp)
1153 {
1154         int val;
1155
1156         spin_lock(&fmp->lock);
1157         fmeter_update(fmp);
1158         val = fmp->val;
1159         spin_unlock(&fmp->lock);
1160         return val;
1161 }
1162
1163 /*
1164  * Attack task specified by pid in 'pidbuf' to cpuset 'cs', possibly
1165  * writing the path of the old cpuset in 'ppathbuf' if it needs to be
1166  * notified on release.
1167  *
1168  * Call holding manage_mutex.  May take callback_mutex and task_lock of
1169  * the task 'pid' during call.
1170  */
1171
1172 static int attach_task(struct cpuset *cs, char *pidbuf, char **ppathbuf)
1173 {
1174         pid_t pid;
1175         struct task_struct *tsk;
1176         struct cpuset *oldcs;
1177         cpumask_t cpus;
1178         nodemask_t from, to;
1179         struct mm_struct *mm;
1180         int retval;
1181
1182         if (sscanf(pidbuf, "%d", &pid) != 1)
1183                 return -EIO;
1184         if (cpus_empty(cs->cpus_allowed) || nodes_empty(cs->mems_allowed))
1185                 return -ENOSPC;
1186
1187         if (pid) {
1188                 read_lock(&tasklist_lock);
1189
1190                 tsk = find_task_by_pid(pid);
1191                 if (!tsk || tsk->flags & PF_EXITING) {
1192                         read_unlock(&tasklist_lock);
1193                         return -ESRCH;
1194                 }
1195
1196                 get_task_struct(tsk);
1197                 read_unlock(&tasklist_lock);
1198
1199                 if ((current->euid) && (current->euid != tsk->uid)
1200                     && (current->euid != tsk->suid)) {
1201                         put_task_struct(tsk);
1202                         return -EACCES;
1203                 }
1204         } else {
1205                 tsk = current;
1206                 get_task_struct(tsk);
1207         }
1208
1209         retval = security_task_setscheduler(tsk, 0, NULL);
1210         if (retval) {
1211                 put_task_struct(tsk);
1212                 return retval;
1213         }
1214
1215         mutex_lock(&callback_mutex);
1216
1217         task_lock(tsk);
1218         oldcs = tsk->cpuset;
1219         if (!oldcs) {
1220                 task_unlock(tsk);
1221                 mutex_unlock(&callback_mutex);
1222                 put_task_struct(tsk);
1223                 return -ESRCH;
1224         }
1225         atomic_inc(&cs->count);
1226         rcu_assign_pointer(tsk->cpuset, cs);
1227         task_unlock(tsk);
1228
1229         guarantee_online_cpus(cs, &cpus);
1230         set_cpus_allowed(tsk, cpus);
1231
1232         from = oldcs->mems_allowed;
1233         to = cs->mems_allowed;
1234
1235         mutex_unlock(&callback_mutex);
1236
1237         mm = get_task_mm(tsk);
1238         if (mm) {
1239                 mpol_rebind_mm(mm, &to);
1240                 if (is_memory_migrate(cs))
1241                         cpuset_migrate_mm(mm, &from, &to);
1242                 mmput(mm);
1243         }
1244
1245         put_task_struct(tsk);
1246         synchronize_rcu();
1247         if (atomic_dec_and_test(&oldcs->count))
1248                 check_for_release(oldcs, ppathbuf);
1249         return 0;
1250 }
1251
1252 /* The various types of files and directories in a cpuset file system */
1253
1254 typedef enum {
1255         FILE_ROOT,
1256         FILE_DIR,
1257         FILE_MEMORY_MIGRATE,
1258         FILE_CPULIST,
1259         FILE_MEMLIST,
1260         FILE_CPU_EXCLUSIVE,
1261         FILE_MEM_EXCLUSIVE,
1262         FILE_NOTIFY_ON_RELEASE,
1263         FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED,
1264         FILE_MEMORY_PRESSURE,
1265         FILE_SPREAD_PAGE,
1266         FILE_SPREAD_SLAB,
1267         FILE_TASKLIST,
1268 } cpuset_filetype_t;
1269
1270 static ssize_t cpuset_common_file_write(struct file *file, const char __user *userbuf,
1271                                         size_t nbytes, loff_t *unused_ppos)
1272 {
1273         struct cpuset *cs = __d_cs(file->f_dentry->d_parent);
1274         struct cftype *cft = __d_cft(file->f_dentry);
1275         cpuset_filetype_t type = cft->private;
1276         char *buffer;
1277         char *pathbuf = NULL;
1278         int retval = 0;
1279
1280         /* Crude upper limit on largest legitimate cpulist user might write. */
1281         if (nbytes > 100 + 6 * NR_CPUS)
1282                 return -E2BIG;
1283
1284         /* +1 for nul-terminator */
1285         if ((buffer = kmalloc(nbytes + 1, GFP_KERNEL)) == 0)
1286                 return -ENOMEM;
1287
1288         if (copy_from_user(buffer, userbuf, nbytes)) {
1289                 retval = -EFAULT;
1290                 goto out1;
1291         }
1292         buffer[nbytes] = 0;     /* nul-terminate */
1293
1294         mutex_lock(&manage_mutex);
1295
1296         if (is_removed(cs)) {
1297                 retval = -ENODEV;
1298                 goto out2;
1299         }
1300
1301         switch (type) {
1302         case FILE_CPULIST:
1303                 retval = update_cpumask(cs, buffer);
1304                 break;
1305         case FILE_MEMLIST:
1306                 retval = update_nodemask(cs, buffer);
1307                 break;
1308         case FILE_CPU_EXCLUSIVE:
1309                 retval = update_flag(CS_CPU_EXCLUSIVE, cs, buffer);
1310                 break;
1311         case FILE_MEM_EXCLUSIVE:
1312                 retval = update_flag(CS_MEM_EXCLUSIVE, cs, buffer);
1313                 break;
1314         case FILE_NOTIFY_ON_RELEASE:
1315                 retval = update_flag(CS_NOTIFY_ON_RELEASE, cs, buffer);
1316                 break;
1317         case FILE_MEMORY_MIGRATE:
1318                 retval = update_flag(CS_MEMORY_MIGRATE, cs, buffer);
1319                 break;
1320         case FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED:
1321                 retval = update_memory_pressure_enabled(cs, buffer);
1322                 break;
1323         case FILE_MEMORY_PRESSURE:
1324                 retval = -EACCES;
1325                 break;
1326         case FILE_SPREAD_PAGE:
1327                 retval = update_flag(CS_SPREAD_PAGE, cs, buffer);
1328                 cs->mems_generation = cpuset_mems_generation++;
1329                 break;
1330         case FILE_SPREAD_SLAB:
1331                 retval = update_flag(CS_SPREAD_SLAB, cs, buffer);
1332                 cs->mems_generation = cpuset_mems_generation++;
1333                 break;
1334         case FILE_TASKLIST:
1335                 retval = attach_task(cs, buffer, &pathbuf);
1336                 break;
1337         default:
1338                 retval = -EINVAL;
1339                 goto out2;
1340         }
1341
1342         if (retval == 0)
1343                 retval = nbytes;
1344 out2:
1345         mutex_unlock(&manage_mutex);
1346         cpuset_release_agent(pathbuf);
1347 out1:
1348         kfree(buffer);
1349         return retval;
1350 }
1351
1352 static ssize_t cpuset_file_write(struct file *file, const char __user *buf,
1353                                                 size_t nbytes, loff_t *ppos)
1354 {
1355         ssize_t retval = 0;
1356         struct cftype *cft = __d_cft(file->f_dentry);
1357         if (!cft)
1358                 return -ENODEV;
1359
1360         /* special function ? */
1361         if (cft->write)
1362                 retval = cft->write(file, buf, nbytes, ppos);
1363         else
1364                 retval = cpuset_common_file_write(file, buf, nbytes, ppos);
1365
1366         return retval;
1367 }
1368
1369 /*
1370  * These ascii lists should be read in a single call, by using a user
1371  * buffer large enough to hold the entire map.  If read in smaller
1372  * chunks, there is no guarantee of atomicity.  Since the display format
1373  * used, list of ranges of sequential numbers, is variable length,
1374  * and since these maps can change value dynamically, one could read
1375  * gibberish by doing partial reads while a list was changing.
1376  * A single large read to a buffer that crosses a page boundary is
1377  * ok, because the result being copied to user land is not recomputed
1378  * across a page fault.
1379  */
1380
1381 static int cpuset_sprintf_cpulist(char *page, struct cpuset *cs)
1382 {
1383         cpumask_t mask;
1384
1385         mutex_lock(&callback_mutex);
1386         mask = cs->cpus_allowed;
1387         mutex_unlock(&callback_mutex);
1388
1389         return cpulist_scnprintf(page, PAGE_SIZE, mask);
1390 }
1391
1392 static int cpuset_sprintf_memlist(char *page, struct cpuset *cs)
1393 {
1394         nodemask_t mask;
1395
1396         mutex_lock(&callback_mutex);
1397         mask = cs->mems_allowed;
1398         mutex_unlock(&callback_mutex);
1399
1400         return nodelist_scnprintf(page, PAGE_SIZE, mask);
1401 }
1402
1403 static ssize_t cpuset_common_file_read(struct file *file, char __user *buf,
1404                                 size_t nbytes, loff_t *ppos)
1405 {
1406         struct cftype *cft = __d_cft(file->f_dentry);
1407         struct cpuset *cs = __d_cs(file->f_dentry->d_parent);
1408         cpuset_filetype_t type = cft->private;
1409         char *page;
1410         ssize_t retval = 0;
1411         char *s;
1412
1413         if (!(page = (char *)__get_free_page(GFP_KERNEL)))
1414                 return -ENOMEM;
1415
1416         s = page;
1417
1418         switch (type) {
1419         case FILE_CPULIST:
1420                 s += cpuset_sprintf_cpulist(s, cs);
1421                 break;
1422         case FILE_MEMLIST:
1423                 s += cpuset_sprintf_memlist(s, cs);
1424                 break;
1425         case FILE_CPU_EXCLUSIVE:
1426                 *s++ = is_cpu_exclusive(cs) ? '1' : '0';
1427                 break;
1428         case FILE_MEM_EXCLUSIVE:
1429                 *s++ = is_mem_exclusive(cs) ? '1' : '0';
1430                 break;
1431         case FILE_NOTIFY_ON_RELEASE:
1432                 *s++ = notify_on_release(cs) ? '1' : '0';
1433                 break;
1434         case FILE_MEMORY_MIGRATE:
1435                 *s++ = is_memory_migrate(cs) ? '1' : '0';
1436                 break;
1437         case FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED:
1438                 *s++ = cpuset_memory_pressure_enabled ? '1' : '0';
1439                 break;
1440         case FILE_MEMORY_PRESSURE:
1441                 s += sprintf(s, "%d", fmeter_getrate(&cs->fmeter));
1442                 break;
1443         case FILE_SPREAD_PAGE:
1444                 *s++ = is_spread_page(cs) ? '1' : '0';
1445                 break;
1446         case FILE_SPREAD_SLAB:
1447                 *s++ = is_spread_slab(cs) ? '1' : '0';
1448                 break;
1449         default:
1450                 retval = -EINVAL;
1451                 goto out;
1452         }
1453         *s++ = '\n';
1454
1455         retval = simple_read_from_buffer(buf, nbytes, ppos, page, s - page);
1456 out:
1457         free_page((unsigned long)page);
1458         return retval;
1459 }
1460
1461 static ssize_t cpuset_file_read(struct file *file, char __user *buf, size_t nbytes,
1462                                                                 loff_t *ppos)
1463 {
1464         ssize_t retval = 0;
1465         struct cftype *cft = __d_cft(file->f_dentry);
1466         if (!cft)
1467                 return -ENODEV;
1468
1469         /* special function ? */
1470         if (cft->read)
1471                 retval = cft->read(file, buf, nbytes, ppos);
1472         else
1473                 retval = cpuset_common_file_read(file, buf, nbytes, ppos);
1474
1475         return retval;
1476 }
1477
1478 static int cpuset_file_open(struct inode *inode, struct file *file)
1479 {
1480         int err;
1481         struct cftype *cft;
1482
1483         err = generic_file_open(inode, file);
1484         if (err)
1485                 return err;
1486
1487         cft = __d_cft(file->f_dentry);
1488         if (!cft)
1489                 return -ENODEV;
1490         if (cft->open)
1491                 err = cft->open(inode, file);
1492         else
1493                 err = 0;
1494
1495         return err;
1496 }
1497
1498 static int cpuset_file_release(struct inode *inode, struct file *file)
1499 {
1500         struct cftype *cft = __d_cft(file->f_dentry);
1501         if (cft->release)
1502                 return cft->release(inode, file);
1503         return 0;
1504 }
1505
1506 /*
1507  * cpuset_rename - Only allow simple rename of directories in place.
1508  */
1509 static int cpuset_rename(struct inode *old_dir, struct dentry *old_dentry,
1510                   struct inode *new_dir, struct dentry *new_dentry)
1511 {
1512         if (!S_ISDIR(old_dentry->d_inode->i_mode))
1513                 return -ENOTDIR;
1514         if (new_dentry->d_inode)
1515                 return -EEXIST;
1516         if (old_dir != new_dir)
1517                 return -EIO;
1518         return simple_rename(old_dir, old_dentry, new_dir, new_dentry);
1519 }
1520
1521 static struct file_operations cpuset_file_operations = {
1522         .read = cpuset_file_read,
1523         .write = cpuset_file_write,
1524         .llseek = generic_file_llseek,
1525         .open = cpuset_file_open,
1526         .release = cpuset_file_release,
1527 };
1528
1529 static struct inode_operations cpuset_dir_inode_operations = {
1530         .lookup = simple_lookup,
1531         .mkdir = cpuset_mkdir,
1532         .rmdir = cpuset_rmdir,
1533         .rename = cpuset_rename,
1534 };
1535
1536 static int cpuset_create_file(struct dentry *dentry, int mode)
1537 {
1538         struct inode *inode;
1539
1540         if (!dentry)
1541                 return -ENOENT;
1542         if (dentry->d_inode)
1543                 return -EEXIST;
1544
1545         inode = cpuset_new_inode(mode);
1546         if (!inode)
1547                 return -ENOMEM;
1548
1549         if (S_ISDIR(mode)) {
1550                 inode->i_op = &cpuset_dir_inode_operations;
1551                 inode->i_fop = &simple_dir_operations;
1552
1553                 /* start off with i_nlink == 2 (for "." entry) */
1554                 inode->i_nlink++;
1555         } else if (S_ISREG(mode)) {
1556                 inode->i_size = 0;
1557                 inode->i_fop = &cpuset_file_operations;
1558         }
1559
1560         d_instantiate(dentry, inode);
1561         dget(dentry);   /* Extra count - pin the dentry in core */
1562         return 0;
1563 }
1564
1565 /*
1566  *      cpuset_create_dir - create a directory for an object.
1567  *      cs:     the cpuset we create the directory for.
1568  *              It must have a valid ->parent field
1569  *              And we are going to fill its ->dentry field.
1570  *      name:   The name to give to the cpuset directory. Will be copied.
1571  *      mode:   mode to set on new directory.
1572  */
1573
1574 static int cpuset_create_dir(struct cpuset *cs, const char *name, int mode)
1575 {
1576         struct dentry *dentry = NULL;
1577         struct dentry *parent;
1578         int error = 0;
1579
1580         parent = cs->parent->dentry;
1581         dentry = cpuset_get_dentry(parent, name);
1582         if (IS_ERR(dentry))
1583                 return PTR_ERR(dentry);
1584         error = cpuset_create_file(dentry, S_IFDIR | mode);
1585         if (!error) {
1586                 dentry->d_fsdata = cs;
1587                 parent->d_inode->i_nlink++;
1588                 cs->dentry = dentry;
1589         }
1590         dput(dentry);
1591
1592         return error;
1593 }
1594
1595 static int cpuset_add_file(struct dentry *dir, const struct cftype *cft)
1596 {
1597         struct dentry *dentry;
1598         int error;
1599
1600         mutex_lock(&dir->d_inode->i_mutex);
1601         dentry = cpuset_get_dentry(dir, cft->name);
1602         if (!IS_ERR(dentry)) {
1603                 error = cpuset_create_file(dentry, 0644 | S_IFREG);
1604                 if (!error)
1605                         dentry->d_fsdata = (void *)cft;
1606                 dput(dentry);
1607         } else
1608                 error = PTR_ERR(dentry);
1609         mutex_unlock(&dir->d_inode->i_mutex);
1610         return error;
1611 }
1612
1613 /*
1614  * Stuff for reading the 'tasks' file.
1615  *
1616  * Reading this file can return large amounts of data if a cpuset has
1617  * *lots* of attached tasks. So it may need several calls to read(),
1618  * but we cannot guarantee that the information we produce is correct
1619  * unless we produce it entirely atomically.
1620  *
1621  * Upon tasks file open(), a struct ctr_struct is allocated, that
1622  * will have a pointer to an array (also allocated here).  The struct
1623  * ctr_struct * is stored in file->private_data.  Its resources will
1624  * be freed by release() when the file is closed.  The array is used
1625  * to sprintf the PIDs and then used by read().
1626  */
1627
1628 /* cpusets_tasks_read array */
1629
1630 struct ctr_struct {
1631         char *buf;
1632         int bufsz;
1633 };
1634
1635 /*
1636  * Load into 'pidarray' up to 'npids' of the tasks using cpuset 'cs'.
1637  * Return actual number of pids loaded.  No need to task_lock(p)
1638  * when reading out p->cpuset, as we don't really care if it changes
1639  * on the next cycle, and we are not going to try to dereference it.
1640  */
1641 static int pid_array_load(pid_t *pidarray, int npids, struct cpuset *cs)
1642 {
1643         int n = 0;
1644         struct task_struct *g, *p;
1645
1646         read_lock(&tasklist_lock);
1647
1648         do_each_thread(g, p) {
1649                 if (p->cpuset == cs) {
1650                         pidarray[n++] = p->pid;
1651                         if (unlikely(n == npids))
1652                                 goto array_full;
1653                 }
1654         } while_each_thread(g, p);
1655
1656 array_full:
1657         read_unlock(&tasklist_lock);
1658         return n;
1659 }
1660
1661 static int cmppid(const void *a, const void *b)
1662 {
1663         return *(pid_t *)a - *(pid_t *)b;
1664 }
1665
1666 /*
1667  * Convert array 'a' of 'npids' pid_t's to a string of newline separated
1668  * decimal pids in 'buf'.  Don't write more than 'sz' chars, but return
1669  * count 'cnt' of how many chars would be written if buf were large enough.
1670  */
1671 static int pid_array_to_buf(char *buf, int sz, pid_t *a, int npids)
1672 {
1673         int cnt = 0;
1674         int i;
1675
1676         for (i = 0; i < npids; i++)
1677                 cnt += snprintf(buf + cnt, max(sz - cnt, 0), "%d\n", a[i]);
1678         return cnt;
1679 }
1680
1681 /*
1682  * Handle an open on 'tasks' file.  Prepare a buffer listing the
1683  * process id's of tasks currently attached to the cpuset being opened.
1684  *
1685  * Does not require any specific cpuset mutexes, and does not take any.
1686  */
1687 static int cpuset_tasks_open(struct inode *unused, struct file *file)
1688 {
1689         struct cpuset *cs = __d_cs(file->f_dentry->d_parent);
1690         struct ctr_struct *ctr;
1691         pid_t *pidarray;
1692         int npids;
1693         char c;
1694
1695         if (!(file->f_mode & FMODE_READ))
1696                 return 0;
1697
1698         ctr = kmalloc(sizeof(*ctr), GFP_KERNEL);
1699         if (!ctr)
1700                 goto err0;
1701
1702         /*
1703          * If cpuset gets more users after we read count, we won't have
1704          * enough space - tough.  This race is indistinguishable to the
1705          * caller from the case that the additional cpuset users didn't
1706          * show up until sometime later on.
1707          */
1708         npids = atomic_read(&cs->count);
1709         pidarray = kmalloc(npids * sizeof(pid_t), GFP_KERNEL);
1710         if (!pidarray)
1711                 goto err1;
1712
1713         npids = pid_array_load(pidarray, npids, cs);
1714         sort(pidarray, npids, sizeof(pid_t), cmppid, NULL);
1715
1716         /* Call pid_array_to_buf() twice, first just to get bufsz */
1717         ctr->bufsz = pid_array_to_buf(&c, sizeof(c), pidarray, npids) + 1;
1718         ctr->buf = kmalloc(ctr->bufsz, GFP_KERNEL);
1719         if (!ctr->buf)
1720                 goto err2;
1721         ctr->bufsz = pid_array_to_buf(ctr->buf, ctr->bufsz, pidarray, npids);
1722
1723         kfree(pidarray);
1724         file->private_data = ctr;
1725         return 0;
1726
1727 err2:
1728         kfree(pidarray);
1729 err1:
1730         kfree(ctr);
1731 err0:
1732         return -ENOMEM;
1733 }
1734
1735 static ssize_t cpuset_tasks_read(struct file *file, char __user *buf,
1736                                                 size_t nbytes, loff_t *ppos)
1737 {
1738         struct ctr_struct *ctr = file->private_data;
1739
1740         if (*ppos + nbytes > ctr->bufsz)
1741                 nbytes = ctr->bufsz - *ppos;
1742         if (copy_to_user(buf, ctr->buf + *ppos, nbytes))
1743                 return -EFAULT;
1744         *ppos += nbytes;
1745         return nbytes;
1746 }
1747
1748 static int cpuset_tasks_release(struct inode *unused_inode, struct file *file)
1749 {
1750         struct ctr_struct *ctr;
1751
1752         if (file->f_mode & FMODE_READ) {
1753                 ctr = file->private_data;
1754                 kfree(ctr->buf);
1755                 kfree(ctr);
1756         }
1757         return 0;
1758 }
1759
1760 /*
1761  * for the common functions, 'private' gives the type of file
1762  */
1763
1764 static struct cftype cft_tasks = {
1765         .name = "tasks",
1766         .open = cpuset_tasks_open,
1767         .read = cpuset_tasks_read,
1768         .release = cpuset_tasks_release,
1769         .private = FILE_TASKLIST,
1770 };
1771
1772 static struct cftype cft_cpus = {
1773         .name = "cpus",
1774         .private = FILE_CPULIST,
1775 };
1776
1777 static struct cftype cft_mems = {
1778         .name = "mems",
1779         .private = FILE_MEMLIST,
1780 };
1781
1782 static struct cftype cft_cpu_exclusive = {
1783         .name = "cpu_exclusive",
1784         .private = FILE_CPU_EXCLUSIVE,
1785 };
1786
1787 static struct cftype cft_mem_exclusive = {
1788         .name = "mem_exclusive",
1789         .private = FILE_MEM_EXCLUSIVE,
1790 };
1791
1792 static struct cftype cft_notify_on_release = {
1793         .name = "notify_on_release",
1794         .private = FILE_NOTIFY_ON_RELEASE,
1795 };
1796
1797 static struct cftype cft_memory_migrate = {
1798         .name = "memory_migrate",
1799         .private = FILE_MEMORY_MIGRATE,
1800 };
1801
1802 static struct cftype cft_memory_pressure_enabled = {
1803         .name = "memory_pressure_enabled",
1804         .private = FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED,
1805 };
1806
1807 static struct cftype cft_memory_pressure = {
1808         .name = "memory_pressure",
1809         .private = FILE_MEMORY_PRESSURE,
1810 };
1811
1812 static struct cftype cft_spread_page = {
1813         .name = "memory_spread_page",
1814         .private = FILE_SPREAD_PAGE,
1815 };
1816
1817 static struct cftype cft_spread_slab = {
1818         .name = "memory_spread_slab",
1819         .private = FILE_SPREAD_SLAB,
1820 };
1821
1822 static int cpuset_populate_dir(struct dentry *cs_dentry)
1823 {
1824         int err;
1825
1826         if ((err = cpuset_add_file(cs_dentry, &cft_cpus)) < 0)
1827                 return err;
1828         if ((err = cpuset_add_file(cs_dentry, &cft_mems)) < 0)
1829                 return err;
1830         if ((err = cpuset_add_file(cs_dentry, &cft_cpu_exclusive)) < 0)
1831                 return err;
1832         if ((err = cpuset_add_file(cs_dentry, &cft_mem_exclusive)) < 0)
1833                 return err;
1834         if ((err = cpuset_add_file(cs_dentry, &cft_notify_on_release)) < 0)
1835                 return err;
1836         if ((err = cpuset_add_file(cs_dentry, &cft_memory_migrate)) < 0)
1837                 return err;
1838         if ((err = cpuset_add_file(cs_dentry, &cft_memory_pressure)) < 0)
1839                 return err;
1840         if ((err = cpuset_add_file(cs_dentry, &cft_spread_page)) < 0)
1841                 return err;
1842         if ((err = cpuset_add_file(cs_dentry, &cft_spread_slab)) < 0)
1843                 return err;
1844         if ((err = cpuset_add_file(cs_dentry, &cft_tasks)) < 0)
1845                 return err;
1846         return 0;
1847 }
1848
1849 /*
1850  *      cpuset_create - create a cpuset
1851  *      parent: cpuset that will be parent of the new cpuset.
1852  *      name:           name of the new cpuset. Will be strcpy'ed.
1853  *      mode:           mode to set on new inode
1854  *
1855  *      Must be called with the mutex on the parent inode held
1856  */
1857
1858 static long cpuset_create(struct cpuset *parent, const char *name, int mode)
1859 {
1860         struct cpuset *cs;
1861         int err;
1862
1863         cs = kmalloc(sizeof(*cs), GFP_KERNEL);
1864         if (!cs)
1865                 return -ENOMEM;
1866
1867         mutex_lock(&manage_mutex);
1868         cpuset_update_task_memory_state();
1869         cs->flags = 0;
1870         if (notify_on_release(parent))
1871                 set_bit(CS_NOTIFY_ON_RELEASE, &cs->flags);
1872         if (is_spread_page(parent))
1873                 set_bit(CS_SPREAD_PAGE, &cs->flags);
1874         if (is_spread_slab(parent))
1875                 set_bit(CS_SPREAD_SLAB, &cs->flags);
1876         cs->cpus_allowed = CPU_MASK_NONE;
1877         cs->mems_allowed = NODE_MASK_NONE;
1878         atomic_set(&cs->count, 0);
1879         INIT_LIST_HEAD(&cs->sibling);
1880         INIT_LIST_HEAD(&cs->children);
1881         cs->mems_generation = cpuset_mems_generation++;
1882         fmeter_init(&cs->fmeter);
1883
1884         cs->parent = parent;
1885
1886         mutex_lock(&callback_mutex);
1887         list_add(&cs->sibling, &cs->parent->children);
1888         number_of_cpusets++;
1889         mutex_unlock(&callback_mutex);
1890
1891         err = cpuset_create_dir(cs, name, mode);
1892         if (err < 0)
1893                 goto err;
1894
1895         /*
1896          * Release manage_mutex before cpuset_populate_dir() because it
1897          * will down() this new directory's i_mutex and if we race with
1898          * another mkdir, we might deadlock.
1899          */
1900         mutex_unlock(&manage_mutex);
1901
1902         err = cpuset_populate_dir(cs->dentry);
1903         /* If err < 0, we have a half-filled directory - oh well ;) */
1904         return 0;
1905 err:
1906         list_del(&cs->sibling);
1907         mutex_unlock(&manage_mutex);
1908         kfree(cs);
1909         return err;
1910 }
1911
1912 static int cpuset_mkdir(struct inode *dir, struct dentry *dentry, int mode)
1913 {
1914         struct cpuset *c_parent = dentry->d_parent->d_fsdata;
1915
1916         /* the vfs holds inode->i_mutex already */
1917         return cpuset_create(c_parent, dentry->d_name.name, mode | S_IFDIR);
1918 }
1919
1920 static int cpuset_rmdir(struct inode *unused_dir, struct dentry *dentry)
1921 {
1922         struct cpuset *cs = dentry->d_fsdata;
1923         struct dentry *d;
1924         struct cpuset *parent;
1925         char *pathbuf = NULL;
1926
1927         /* the vfs holds both inode->i_mutex already */
1928
1929         mutex_lock(&manage_mutex);
1930         cpuset_update_task_memory_state();
1931         if (atomic_read(&cs->count) > 0) {
1932                 mutex_unlock(&manage_mutex);
1933                 return -EBUSY;
1934         }
1935         if (!list_empty(&cs->children)) {
1936                 mutex_unlock(&manage_mutex);
1937                 return -EBUSY;
1938         }
1939         parent = cs->parent;
1940         mutex_lock(&callback_mutex);
1941         set_bit(CS_REMOVED, &cs->flags);
1942         if (is_cpu_exclusive(cs))
1943                 update_cpu_domains(cs);
1944         list_del(&cs->sibling); /* delete my sibling from parent->children */
1945         spin_lock(&cs->dentry->d_lock);
1946         d = dget(cs->dentry);
1947         cs->dentry = NULL;
1948         spin_unlock(&d->d_lock);
1949         cpuset_d_remove_dir(d);
1950         dput(d);
1951         number_of_cpusets--;
1952         mutex_unlock(&callback_mutex);
1953         if (list_empty(&parent->children))
1954                 check_for_release(parent, &pathbuf);
1955         mutex_unlock(&manage_mutex);
1956         cpuset_release_agent(pathbuf);
1957         return 0;
1958 }
1959
1960 /*
1961  * cpuset_init_early - just enough so that the calls to
1962  * cpuset_update_task_memory_state() in early init code
1963  * are harmless.
1964  */
1965
1966 int __init cpuset_init_early(void)
1967 {
1968         struct task_struct *tsk = current;
1969
1970         tsk->cpuset = &top_cpuset;
1971         tsk->cpuset->mems_generation = cpuset_mems_generation++;
1972         return 0;
1973 }
1974
1975 /**
1976  * cpuset_init - initialize cpusets at system boot
1977  *
1978  * Description: Initialize top_cpuset and the cpuset internal file system,
1979  **/
1980
1981 int __init cpuset_init(void)
1982 {
1983         struct dentry *root;
1984         int err;
1985
1986         top_cpuset.cpus_allowed = CPU_MASK_ALL;
1987         top_cpuset.mems_allowed = NODE_MASK_ALL;
1988
1989         fmeter_init(&top_cpuset.fmeter);
1990         top_cpuset.mems_generation = cpuset_mems_generation++;
1991
1992         init_task.cpuset = &top_cpuset;
1993
1994         err = register_filesystem(&cpuset_fs_type);
1995         if (err < 0)
1996                 goto out;
1997         cpuset_mount = kern_mount(&cpuset_fs_type);
1998         if (IS_ERR(cpuset_mount)) {
1999                 printk(KERN_ERR "cpuset: could not mount!\n");
2000                 err = PTR_ERR(cpuset_mount);
2001                 cpuset_mount = NULL;
2002                 goto out;
2003         }
2004         root = cpuset_mount->mnt_sb->s_root;
2005         root->d_fsdata = &top_cpuset;
2006         root->d_inode->i_nlink++;
2007         top_cpuset.dentry = root;
2008         root->d_inode->i_op = &cpuset_dir_inode_operations;
2009         number_of_cpusets = 1;
2010         err = cpuset_populate_dir(root);
2011         /* memory_pressure_enabled is in root cpuset only */
2012         if (err == 0)
2013                 err = cpuset_add_file(root, &cft_memory_pressure_enabled);
2014 out:
2015         return err;
2016 }
2017
2018 /**
2019  * cpuset_init_smp - initialize cpus_allowed
2020  *
2021  * Description: Finish top cpuset after cpu, node maps are initialized
2022  **/
2023
2024 void __init cpuset_init_smp(void)
2025 {
2026         top_cpuset.cpus_allowed = cpu_online_map;
2027         top_cpuset.mems_allowed = node_online_map;
2028 }
2029
2030 /**
2031  * cpuset_fork - attach newly forked task to its parents cpuset.
2032  * @tsk: pointer to task_struct of forking parent process.
2033  *
2034  * Description: A task inherits its parent's cpuset at fork().
2035  *
2036  * A pointer to the shared cpuset was automatically copied in fork.c
2037  * by dup_task_struct().  However, we ignore that copy, since it was
2038  * not made under the protection of task_lock(), so might no longer be
2039  * a valid cpuset pointer.  attach_task() might have already changed
2040  * current->cpuset, allowing the previously referenced cpuset to
2041  * be removed and freed.  Instead, we task_lock(current) and copy
2042  * its present value of current->cpuset for our freshly forked child.
2043  *
2044  * At the point that cpuset_fork() is called, 'current' is the parent
2045  * task, and the passed argument 'child' points to the child task.
2046  **/
2047
2048 void cpuset_fork(struct task_struct *child)
2049 {
2050         task_lock(current);
2051         child->cpuset = current->cpuset;
2052         atomic_inc(&child->cpuset->count);
2053         task_unlock(current);
2054 }
2055
2056 /**
2057  * cpuset_exit - detach cpuset from exiting task
2058  * @tsk: pointer to task_struct of exiting process
2059  *
2060  * Description: Detach cpuset from @tsk and release it.
2061  *
2062  * Note that cpusets marked notify_on_release force every task in
2063  * them to take the global manage_mutex mutex when exiting.
2064  * This could impact scaling on very large systems.  Be reluctant to
2065  * use notify_on_release cpusets where very high task exit scaling
2066  * is required on large systems.
2067  *
2068  * Don't even think about derefencing 'cs' after the cpuset use count
2069  * goes to zero, except inside a critical section guarded by manage_mutex
2070  * or callback_mutex.   Otherwise a zero cpuset use count is a license to
2071  * any other task to nuke the cpuset immediately, via cpuset_rmdir().
2072  *
2073  * This routine has to take manage_mutex, not callback_mutex, because
2074  * it is holding that mutex while calling check_for_release(),
2075  * which calls kmalloc(), so can't be called holding callback_mutex().
2076  *
2077  * We don't need to task_lock() this reference to tsk->cpuset,
2078  * because tsk is already marked PF_EXITING, so attach_task() won't
2079  * mess with it, or task is a failed fork, never visible to attach_task.
2080  *
2081  * the_top_cpuset_hack:
2082  *
2083  *    Set the exiting tasks cpuset to the root cpuset (top_cpuset).
2084  *
2085  *    Don't leave a task unable to allocate memory, as that is an
2086  *    accident waiting to happen should someone add a callout in
2087  *    do_exit() after the cpuset_exit() call that might allocate.
2088  *    If a task tries to allocate memory with an invalid cpuset,
2089  *    it will oops in cpuset_update_task_memory_state().
2090  *
2091  *    We call cpuset_exit() while the task is still competent to
2092  *    handle notify_on_release(), then leave the task attached to
2093  *    the root cpuset (top_cpuset) for the remainder of its exit.
2094  *
2095  *    To do this properly, we would increment the reference count on
2096  *    top_cpuset, and near the very end of the kernel/exit.c do_exit()
2097  *    code we would add a second cpuset function call, to drop that
2098  *    reference.  This would just create an unnecessary hot spot on
2099  *    the top_cpuset reference count, to no avail.
2100  *
2101  *    Normally, holding a reference to a cpuset without bumping its
2102  *    count is unsafe.   The cpuset could go away, or someone could
2103  *    attach us to a different cpuset, decrementing the count on
2104  *    the first cpuset that we never incremented.  But in this case,
2105  *    top_cpuset isn't going away, and either task has PF_EXITING set,
2106  *    which wards off any attach_task() attempts, or task is a failed
2107  *    fork, never visible to attach_task.
2108  *
2109  *    Another way to do this would be to set the cpuset pointer
2110  *    to NULL here, and check in cpuset_update_task_memory_state()
2111  *    for a NULL pointer.  This hack avoids that NULL check, for no
2112  *    cost (other than this way too long comment ;).
2113  **/
2114
2115 void cpuset_exit(struct task_struct *tsk)
2116 {
2117         struct cpuset *cs;
2118
2119         cs = tsk->cpuset;
2120         tsk->cpuset = &top_cpuset;      /* the_top_cpuset_hack - see above */
2121
2122         if (notify_on_release(cs)) {
2123                 char *pathbuf = NULL;
2124
2125                 mutex_lock(&manage_mutex);
2126                 if (atomic_dec_and_test(&cs->count))
2127                         check_for_release(cs, &pathbuf);
2128                 mutex_unlock(&manage_mutex);
2129                 cpuset_release_agent(pathbuf);
2130         } else {
2131                 atomic_dec(&cs->count);
2132         }
2133 }
2134
2135 /**
2136  * cpuset_cpus_allowed - return cpus_allowed mask from a tasks cpuset.
2137  * @tsk: pointer to task_struct from which to obtain cpuset->cpus_allowed.
2138  *
2139  * Description: Returns the cpumask_t cpus_allowed of the cpuset
2140  * attached to the specified @tsk.  Guaranteed to return some non-empty
2141  * subset of cpu_online_map, even if this means going outside the
2142  * tasks cpuset.
2143  **/
2144
2145 cpumask_t cpuset_cpus_allowed(struct task_struct *tsk)
2146 {
2147         cpumask_t mask;
2148
2149         mutex_lock(&callback_mutex);
2150         task_lock(tsk);
2151         guarantee_online_cpus(tsk->cpuset, &mask);
2152         task_unlock(tsk);
2153         mutex_unlock(&callback_mutex);
2154
2155         return mask;
2156 }
2157
2158 void cpuset_init_current_mems_allowed(void)
2159 {
2160         current->mems_allowed = NODE_MASK_ALL;
2161 }
2162
2163 /**
2164  * cpuset_mems_allowed - return mems_allowed mask from a tasks cpuset.
2165  * @tsk: pointer to task_struct from which to obtain cpuset->mems_allowed.
2166  *
2167  * Description: Returns the nodemask_t mems_allowed of the cpuset
2168  * attached to the specified @tsk.  Guaranteed to return some non-empty
2169  * subset of node_online_map, even if this means going outside the
2170  * tasks cpuset.
2171  **/
2172
2173 nodemask_t cpuset_mems_allowed(struct task_struct *tsk)
2174 {
2175         nodemask_t mask;
2176
2177         mutex_lock(&callback_mutex);
2178         task_lock(tsk);
2179         guarantee_online_mems(tsk->cpuset, &mask);
2180         task_unlock(tsk);
2181         mutex_unlock(&callback_mutex);
2182
2183         return mask;
2184 }
2185
2186 /**
2187  * cpuset_zonelist_valid_mems_allowed - check zonelist vs. curremt mems_allowed
2188  * @zl: the zonelist to be checked
2189  *
2190  * Are any of the nodes on zonelist zl allowed in current->mems_allowed?
2191  */
2192 int cpuset_zonelist_valid_mems_allowed(struct zonelist *zl)
2193 {
2194         int i;
2195
2196         for (i = 0; zl->zones[i]; i++) {
2197                 int nid = zl->zones[i]->zone_pgdat->node_id;
2198
2199                 if (node_isset(nid, current->mems_allowed))
2200                         return 1;
2201         }
2202         return 0;
2203 }
2204
2205 /*
2206  * nearest_exclusive_ancestor() - Returns the nearest mem_exclusive
2207  * ancestor to the specified cpuset.  Call holding callback_mutex.
2208  * If no ancestor is mem_exclusive (an unusual configuration), then
2209  * returns the root cpuset.
2210  */
2211 static const struct cpuset *nearest_exclusive_ancestor(const struct cpuset *cs)
2212 {
2213         while (!is_mem_exclusive(cs) && cs->parent)
2214                 cs = cs->parent;
2215         return cs;
2216 }
2217
2218 /**
2219  * cpuset_zone_allowed - Can we allocate memory on zone z's memory node?
2220  * @z: is this zone on an allowed node?
2221  * @gfp_mask: memory allocation flags (we use __GFP_HARDWALL)
2222  *
2223  * If we're in interrupt, yes, we can always allocate.  If zone
2224  * z's node is in our tasks mems_allowed, yes.  If it's not a
2225  * __GFP_HARDWALL request and this zone's nodes is in the nearest
2226  * mem_exclusive cpuset ancestor to this tasks cpuset, yes.
2227  * Otherwise, no.
2228  *
2229  * GFP_USER allocations are marked with the __GFP_HARDWALL bit,
2230  * and do not allow allocations outside the current tasks cpuset.
2231  * GFP_KERNEL allocations are not so marked, so can escape to the
2232  * nearest mem_exclusive ancestor cpuset.
2233  *
2234  * Scanning up parent cpusets requires callback_mutex.  The __alloc_pages()
2235  * routine only calls here with __GFP_HARDWALL bit _not_ set if
2236  * it's a GFP_KERNEL allocation, and all nodes in the current tasks
2237  * mems_allowed came up empty on the first pass over the zonelist.
2238  * So only GFP_KERNEL allocations, if all nodes in the cpuset are
2239  * short of memory, might require taking the callback_mutex mutex.
2240  *
2241  * The first call here from mm/page_alloc:get_page_from_freelist()
2242  * has __GFP_HARDWALL set in gfp_mask, enforcing hardwall cpusets, so
2243  * no allocation on a node outside the cpuset is allowed (unless in
2244  * interrupt, of course).
2245  *
2246  * The second pass through get_page_from_freelist() doesn't even call
2247  * here for GFP_ATOMIC calls.  For those calls, the __alloc_pages()
2248  * variable 'wait' is not set, and the bit ALLOC_CPUSET is not set
2249  * in alloc_flags.  That logic and the checks below have the combined
2250  * affect that:
2251  *      in_interrupt - any node ok (current task context irrelevant)
2252  *      GFP_ATOMIC   - any node ok
2253  *      GFP_KERNEL   - any node in enclosing mem_exclusive cpuset ok
2254  *      GFP_USER     - only nodes in current tasks mems allowed ok.
2255  *
2256  * Rule:
2257  *    Don't call cpuset_zone_allowed() if you can't sleep, unless you
2258  *    pass in the __GFP_HARDWALL flag set in gfp_flag, which disables
2259  *    the code that might scan up ancestor cpusets and sleep.
2260  **/
2261
2262 int __cpuset_zone_allowed(struct zone *z, gfp_t gfp_mask)
2263 {
2264         int node;                       /* node that zone z is on */
2265         const struct cpuset *cs;        /* current cpuset ancestors */
2266         int allowed;                    /* is allocation in zone z allowed? */
2267
2268         if (in_interrupt())
2269                 return 1;
2270         node = z->zone_pgdat->node_id;
2271         might_sleep_if(!(gfp_mask & __GFP_HARDWALL));
2272         if (node_isset(node, current->mems_allowed))
2273                 return 1;
2274         if (gfp_mask & __GFP_HARDWALL)  /* If hardwall request, stop here */
2275                 return 0;
2276
2277         if (current->flags & PF_EXITING) /* Let dying task have memory */
2278                 return 1;
2279
2280         /* Not hardwall and node outside mems_allowed: scan up cpusets */
2281         mutex_lock(&callback_mutex);
2282
2283         task_lock(current);
2284         cs = nearest_exclusive_ancestor(current->cpuset);
2285         task_unlock(current);
2286
2287         allowed = node_isset(node, cs->mems_allowed);
2288         mutex_unlock(&callback_mutex);
2289         return allowed;
2290 }
2291
2292 /**
2293  * cpuset_lock - lock out any changes to cpuset structures
2294  *
2295  * The out of memory (oom) code needs to mutex_lock cpusets
2296  * from being changed while it scans the tasklist looking for a
2297  * task in an overlapping cpuset.  Expose callback_mutex via this
2298  * cpuset_lock() routine, so the oom code can lock it, before
2299  * locking the task list.  The tasklist_lock is a spinlock, so
2300  * must be taken inside callback_mutex.
2301  */
2302
2303 void cpuset_lock(void)
2304 {
2305         mutex_lock(&callback_mutex);
2306 }
2307
2308 /**
2309  * cpuset_unlock - release lock on cpuset changes
2310  *
2311  * Undo the lock taken in a previous cpuset_lock() call.
2312  */
2313
2314 void cpuset_unlock(void)
2315 {
2316         mutex_unlock(&callback_mutex);
2317 }
2318
2319 /**
2320  * cpuset_mem_spread_node() - On which node to begin search for a page
2321  *
2322  * If a task is marked PF_SPREAD_PAGE or PF_SPREAD_SLAB (as for
2323  * tasks in a cpuset with is_spread_page or is_spread_slab set),
2324  * and if the memory allocation used cpuset_mem_spread_node()
2325  * to determine on which node to start looking, as it will for
2326  * certain page cache or slab cache pages such as used for file
2327  * system buffers and inode caches, then instead of starting on the
2328  * local node to look for a free page, rather spread the starting
2329  * node around the tasks mems_allowed nodes.
2330  *
2331  * We don't have to worry about the returned node being offline
2332  * because "it can't happen", and even if it did, it would be ok.
2333  *
2334  * The routines calling guarantee_online_mems() are careful to
2335  * only set nodes in task->mems_allowed that are online.  So it
2336  * should not be possible for the following code to return an
2337  * offline node.  But if it did, that would be ok, as this routine
2338  * is not returning the node where the allocation must be, only
2339  * the node where the search should start.  The zonelist passed to
2340  * __alloc_pages() will include all nodes.  If the slab allocator
2341  * is passed an offline node, it will fall back to the local node.
2342  * See kmem_cache_alloc_node().
2343  */
2344
2345 int cpuset_mem_spread_node(void)
2346 {
2347         int node;
2348
2349         node = next_node(current->cpuset_mem_spread_rotor, current->mems_allowed);
2350         if (node == MAX_NUMNODES)
2351                 node = first_node(current->mems_allowed);
2352         current->cpuset_mem_spread_rotor = node;
2353         return node;
2354 }
2355 EXPORT_SYMBOL_GPL(cpuset_mem_spread_node);
2356
2357 /**
2358  * cpuset_excl_nodes_overlap - Do we overlap @p's mem_exclusive ancestors?
2359  * @p: pointer to task_struct of some other task.
2360  *
2361  * Description: Return true if the nearest mem_exclusive ancestor
2362  * cpusets of tasks @p and current overlap.  Used by oom killer to
2363  * determine if task @p's memory usage might impact the memory
2364  * available to the current task.
2365  *
2366  * Call while holding callback_mutex.
2367  **/
2368
2369 int cpuset_excl_nodes_overlap(const struct task_struct *p)
2370 {
2371         const struct cpuset *cs1, *cs2; /* my and p's cpuset ancestors */
2372         int overlap = 0;                /* do cpusets overlap? */
2373
2374         task_lock(current);
2375         if (current->flags & PF_EXITING) {
2376                 task_unlock(current);
2377                 goto done;
2378         }
2379         cs1 = nearest_exclusive_ancestor(current->cpuset);
2380         task_unlock(current);
2381
2382         task_lock((struct task_struct *)p);
2383         if (p->flags & PF_EXITING) {
2384                 task_unlock((struct task_struct *)p);
2385                 goto done;
2386         }
2387         cs2 = nearest_exclusive_ancestor(p->cpuset);
2388         task_unlock((struct task_struct *)p);
2389
2390         overlap = nodes_intersects(cs1->mems_allowed, cs2->mems_allowed);
2391 done:
2392         return overlap;
2393 }
2394
2395 /*
2396  * Collection of memory_pressure is suppressed unless
2397  * this flag is enabled by writing "1" to the special
2398  * cpuset file 'memory_pressure_enabled' in the root cpuset.
2399  */
2400
2401 int cpuset_memory_pressure_enabled __read_mostly;
2402
2403 /**
2404  * cpuset_memory_pressure_bump - keep stats of per-cpuset reclaims.
2405  *
2406  * Keep a running average of the rate of synchronous (direct)
2407  * page reclaim efforts initiated by tasks in each cpuset.
2408  *
2409  * This represents the rate at which some task in the cpuset
2410  * ran low on memory on all nodes it was allowed to use, and
2411  * had to enter the kernels page reclaim code in an effort to
2412  * create more free memory by tossing clean pages or swapping
2413  * or writing dirty pages.
2414  *
2415  * Display to user space in the per-cpuset read-only file
2416  * "memory_pressure".  Value displayed is an integer
2417  * representing the recent rate of entry into the synchronous
2418  * (direct) page reclaim by any task attached to the cpuset.
2419  **/
2420
2421 void __cpuset_memory_pressure_bump(void)
2422 {
2423         struct cpuset *cs;
2424
2425         task_lock(current);
2426         cs = current->cpuset;
2427         fmeter_markevent(&cs->fmeter);
2428         task_unlock(current);
2429 }
2430
2431 /*
2432  * proc_cpuset_show()
2433  *  - Print tasks cpuset path into seq_file.
2434  *  - Used for /proc/<pid>/cpuset.
2435  *  - No need to task_lock(tsk) on this tsk->cpuset reference, as it
2436  *    doesn't really matter if tsk->cpuset changes after we read it,
2437  *    and we take manage_mutex, keeping attach_task() from changing it
2438  *    anyway.  No need to check that tsk->cpuset != NULL, thanks to
2439  *    the_top_cpuset_hack in cpuset_exit(), which sets an exiting tasks
2440  *    cpuset to top_cpuset.
2441  */
2442 static int proc_cpuset_show(struct seq_file *m, void *v)
2443 {
2444         struct pid *pid;
2445         struct task_struct *tsk;
2446         char *buf;
2447         int retval;
2448
2449         retval = -ENOMEM;
2450         buf = kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
2451         if (!buf)
2452                 goto out;
2453
2454         retval = -ESRCH;
2455         pid = m->private;
2456         tsk = get_pid_task(pid, PIDTYPE_PID);
2457         if (!tsk)
2458                 goto out_free;
2459
2460         retval = -EINVAL;
2461         mutex_lock(&manage_mutex);
2462
2463         retval = cpuset_path(tsk->cpuset, buf, PAGE_SIZE);
2464         if (retval < 0)
2465                 goto out_unlock;
2466         seq_puts(m, buf);
2467         seq_putc(m, '\n');
2468 out_unlock:
2469         mutex_unlock(&manage_mutex);
2470         put_task_struct(tsk);
2471 out_free:
2472         kfree(buf);
2473 out:
2474         return retval;
2475 }
2476
2477 static int cpuset_open(struct inode *inode, struct file *file)
2478 {
2479         struct pid *pid = PROC_I(inode)->pid;
2480         return single_open(file, proc_cpuset_show, pid);
2481 }
2482
2483 struct file_operations proc_cpuset_operations = {
2484         .open           = cpuset_open,
2485         .read           = seq_read,
2486         .llseek         = seq_lseek,
2487         .release        = single_release,
2488 };
2489
2490 /* Display task cpus_allowed, mems_allowed in /proc/<pid>/status file. */
2491 char *cpuset_task_status_allowed(struct task_struct *task, char *buffer)
2492 {
2493         buffer += sprintf(buffer, "Cpus_allowed:\t");
2494         buffer += cpumask_scnprintf(buffer, PAGE_SIZE, task->cpus_allowed);
2495         buffer += sprintf(buffer, "\n");
2496         buffer += sprintf(buffer, "Mems_allowed:\t");
2497         buffer += nodemask_scnprintf(buffer, PAGE_SIZE, task->mems_allowed);
2498         buffer += sprintf(buffer, "\n");
2499         return buffer;
2500 }