d247381e7371fe9e0c790219b3d6b02e4d7a9ba9
[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) 2004-2007 Silicon Graphics, Inc.
8  *  Copyright (C) 2006 Google, Inc
9  *
10  *  Portions derived from Patrick Mochel's sysfs code.
11  *  sysfs is Copyright (c) 2001-3 Patrick Mochel
12  *
13  *  2003-10-10 Written by Simon Derr.
14  *  2003-10-22 Updates by Stephen Hemminger.
15  *  2004 May-July Rework by Paul Jackson.
16  *  2006 Rework by Paul Menage to use generic cgroups
17  *  2008 Rework of the scheduler domains and CPU hotplug handling
18  *       by Max Krasnyansky
19  *
20  *  This file is subject to the terms and conditions of the GNU General Public
21  *  License.  See the file COPYING in the main directory of the Linux
22  *  distribution for more details.
23  */
24
25 #include <linux/cpu.h>
26 #include <linux/cpumask.h>
27 #include <linux/cpuset.h>
28 #include <linux/err.h>
29 #include <linux/errno.h>
30 #include <linux/file.h>
31 #include <linux/fs.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/interrupt.h>
34 #include <linux/kernel.h>
35 #include <linux/kmod.h>
36 #include <linux/list.h>
37 #include <linux/mempolicy.h>
38 #include <linux/mm.h>
39 #include <linux/memory.h>
40 #include <linux/module.h>
41 #include <linux/mount.h>
42 #include <linux/namei.h>
43 #include <linux/pagemap.h>
44 #include <linux/proc_fs.h>
45 #include <linux/rcupdate.h>
46 #include <linux/sched.h>
47 #include <linux/seq_file.h>
48 #include <linux/security.h>
49 #include <linux/slab.h>
50 #include <linux/spinlock.h>
51 #include <linux/stat.h>
52 #include <linux/string.h>
53 #include <linux/time.h>
54 #include <linux/backing-dev.h>
55 #include <linux/sort.h>
56
57 #include <asm/uaccess.h>
58 #include <asm/atomic.h>
59 #include <linux/mutex.h>
60 #include <linux/workqueue.h>
61 #include <linux/cgroup.h>
62
63 /*
64  * Workqueue for cpuset related tasks.
65  *
66  * Using kevent workqueue may cause deadlock when memory_migrate
67  * is set. So we create a separate workqueue thread for cpuset.
68  */
69 static struct workqueue_struct *cpuset_wq;
70
71 /*
72  * Tracks how many cpusets are currently defined in system.
73  * When there is only one cpuset (the root cpuset) we can
74  * short circuit some hooks.
75  */
76 int number_of_cpusets __read_mostly;
77
78 /* Forward declare cgroup structures */
79 struct cgroup_subsys cpuset_subsys;
80 struct cpuset;
81
82 /* See "Frequency meter" comments, below. */
83
84 struct fmeter {
85         int cnt;                /* unprocessed events count */
86         int val;                /* most recent output value */
87         time_t time;            /* clock (secs) when val computed */
88         spinlock_t lock;        /* guards read or write of above */
89 };
90
91 struct cpuset {
92         struct cgroup_subsys_state css;
93
94         unsigned long flags;            /* "unsigned long" so bitops work */
95         cpumask_var_t cpus_allowed;     /* CPUs allowed to tasks in cpuset */
96         nodemask_t mems_allowed;        /* Memory Nodes allowed to tasks */
97
98         struct cpuset *parent;          /* my parent */
99
100         struct fmeter fmeter;           /* memory_pressure filter */
101
102         /* partition number for rebuild_sched_domains() */
103         int pn;
104
105         /* for custom sched domain */
106         int relax_domain_level;
107
108         /* used for walking a cpuset heirarchy */
109         struct list_head stack_list;
110 };
111
112 /* Retrieve the cpuset for a cgroup */
113 static inline struct cpuset *cgroup_cs(struct cgroup *cont)
114 {
115         return container_of(cgroup_subsys_state(cont, cpuset_subsys_id),
116                             struct cpuset, css);
117 }
118
119 /* Retrieve the cpuset for a task */
120 static inline struct cpuset *task_cs(struct task_struct *task)
121 {
122         return container_of(task_subsys_state(task, cpuset_subsys_id),
123                             struct cpuset, css);
124 }
125
126 /* bits in struct cpuset flags field */
127 typedef enum {
128         CS_CPU_EXCLUSIVE,
129         CS_MEM_EXCLUSIVE,
130         CS_MEM_HARDWALL,
131         CS_MEMORY_MIGRATE,
132         CS_SCHED_LOAD_BALANCE,
133         CS_SPREAD_PAGE,
134         CS_SPREAD_SLAB,
135 } cpuset_flagbits_t;
136
137 /* convenient tests for these bits */
138 static inline int is_cpu_exclusive(const struct cpuset *cs)
139 {
140         return test_bit(CS_CPU_EXCLUSIVE, &cs->flags);
141 }
142
143 static inline int is_mem_exclusive(const struct cpuset *cs)
144 {
145         return test_bit(CS_MEM_EXCLUSIVE, &cs->flags);
146 }
147
148 static inline int is_mem_hardwall(const struct cpuset *cs)
149 {
150         return test_bit(CS_MEM_HARDWALL, &cs->flags);
151 }
152
153 static inline int is_sched_load_balance(const struct cpuset *cs)
154 {
155         return test_bit(CS_SCHED_LOAD_BALANCE, &cs->flags);
156 }
157
158 static inline int is_memory_migrate(const struct cpuset *cs)
159 {
160         return test_bit(CS_MEMORY_MIGRATE, &cs->flags);
161 }
162
163 static inline int is_spread_page(const struct cpuset *cs)
164 {
165         return test_bit(CS_SPREAD_PAGE, &cs->flags);
166 }
167
168 static inline int is_spread_slab(const struct cpuset *cs)
169 {
170         return test_bit(CS_SPREAD_SLAB, &cs->flags);
171 }
172
173 static struct cpuset top_cpuset = {
174         .flags = ((1 << CS_CPU_EXCLUSIVE) | (1 << CS_MEM_EXCLUSIVE)),
175 };
176
177 /*
178  * There are two global mutexes guarding cpuset structures.  The first
179  * is the main control groups cgroup_mutex, accessed via
180  * cgroup_lock()/cgroup_unlock().  The second is the cpuset-specific
181  * callback_mutex, below. They can nest.  It is ok to first take
182  * cgroup_mutex, then nest callback_mutex.  We also require taking
183  * task_lock() when dereferencing a task's cpuset pointer.  See "The
184  * task_lock() exception", at the end of this comment.
185  *
186  * A task must hold both mutexes to modify cpusets.  If a task
187  * holds cgroup_mutex, then it blocks others wanting that mutex,
188  * ensuring that it is the only task able to also acquire callback_mutex
189  * and be able to modify cpusets.  It can perform various checks on
190  * the cpuset structure first, knowing nothing will change.  It can
191  * also allocate memory while just holding cgroup_mutex.  While it is
192  * performing these checks, various callback routines can briefly
193  * acquire callback_mutex to query cpusets.  Once it is ready to make
194  * the changes, it takes callback_mutex, blocking everyone else.
195  *
196  * Calls to the kernel memory allocator can not be made while holding
197  * callback_mutex, as that would risk double tripping on callback_mutex
198  * from one of the callbacks into the cpuset code from within
199  * __alloc_pages().
200  *
201  * If a task is only holding callback_mutex, then it has read-only
202  * access to cpusets.
203  *
204  * Now, the task_struct fields mems_allowed and mempolicy may be changed
205  * by other task, we use alloc_lock in the task_struct fields to protect
206  * them.
207  *
208  * The cpuset_common_file_read() handlers only hold callback_mutex across
209  * small pieces of code, such as when reading out possibly multi-word
210  * cpumasks and nodemasks.
211  *
212  * Accessing a task's cpuset should be done in accordance with the
213  * guidelines for accessing subsystem state in kernel/cgroup.c
214  */
215
216 static DEFINE_MUTEX(callback_mutex);
217
218 /*
219  * cpuset_buffer_lock protects both the cpuset_name and cpuset_nodelist
220  * buffers.  They are statically allocated to prevent using excess stack
221  * when calling cpuset_print_task_mems_allowed().
222  */
223 #define CPUSET_NAME_LEN         (128)
224 #define CPUSET_NODELIST_LEN     (256)
225 static char cpuset_name[CPUSET_NAME_LEN];
226 static char cpuset_nodelist[CPUSET_NODELIST_LEN];
227 static DEFINE_SPINLOCK(cpuset_buffer_lock);
228
229 /*
230  * This is ugly, but preserves the userspace API for existing cpuset
231  * users. If someone tries to mount the "cpuset" filesystem, we
232  * silently switch it to mount "cgroup" instead
233  */
234 static int cpuset_get_sb(struct file_system_type *fs_type,
235                          int flags, const char *unused_dev_name,
236                          void *data, struct vfsmount *mnt)
237 {
238         struct file_system_type *cgroup_fs = get_fs_type("cgroup");
239         int ret = -ENODEV;
240         if (cgroup_fs) {
241                 char mountopts[] =
242                         "cpuset,noprefix,"
243                         "release_agent=/sbin/cpuset_release_agent";
244                 ret = cgroup_fs->get_sb(cgroup_fs, flags,
245                                            unused_dev_name, mountopts, mnt);
246                 put_filesystem(cgroup_fs);
247         }
248         return ret;
249 }
250
251 static struct file_system_type cpuset_fs_type = {
252         .name = "cpuset",
253         .get_sb = cpuset_get_sb,
254 };
255
256 /*
257  * Return in pmask the portion of a cpusets's cpus_allowed that
258  * are online.  If none are online, walk up the cpuset hierarchy
259  * until we find one that does have some online cpus.  If we get
260  * all the way to the top and still haven't found any online cpus,
261  * return cpu_online_map.  Or if passed a NULL cs from an exit'ing
262  * task, return cpu_online_map.
263  *
264  * One way or another, we guarantee to return some non-empty subset
265  * of cpu_online_map.
266  *
267  * Call with callback_mutex held.
268  */
269
270 static void guarantee_online_cpus(const struct cpuset *cs,
271                                   struct cpumask *pmask)
272 {
273         while (cs && !cpumask_intersects(cs->cpus_allowed, cpu_online_mask))
274                 cs = cs->parent;
275         if (cs)
276                 cpumask_and(pmask, cs->cpus_allowed, cpu_online_mask);
277         else
278                 cpumask_copy(pmask, cpu_online_mask);
279         BUG_ON(!cpumask_intersects(pmask, cpu_online_mask));
280 }
281
282 /*
283  * Return in *pmask the portion of a cpusets's mems_allowed that
284  * are online, with memory.  If none are online with memory, walk
285  * up the cpuset hierarchy until we find one that does have some
286  * online mems.  If we get all the way to the top and still haven't
287  * found any online mems, return node_states[N_HIGH_MEMORY].
288  *
289  * One way or another, we guarantee to return some non-empty subset
290  * of node_states[N_HIGH_MEMORY].
291  *
292  * Call with callback_mutex held.
293  */
294
295 static void guarantee_online_mems(const struct cpuset *cs, nodemask_t *pmask)
296 {
297         while (cs && !nodes_intersects(cs->mems_allowed,
298                                         node_states[N_HIGH_MEMORY]))
299                 cs = cs->parent;
300         if (cs)
301                 nodes_and(*pmask, cs->mems_allowed,
302                                         node_states[N_HIGH_MEMORY]);
303         else
304                 *pmask = node_states[N_HIGH_MEMORY];
305         BUG_ON(!nodes_intersects(*pmask, node_states[N_HIGH_MEMORY]));
306 }
307
308 /*
309  * update task's spread flag if cpuset's page/slab spread flag is set
310  *
311  * Called with callback_mutex/cgroup_mutex held
312  */
313 static void cpuset_update_task_spread_flag(struct cpuset *cs,
314                                         struct task_struct *tsk)
315 {
316         if (is_spread_page(cs))
317                 tsk->flags |= PF_SPREAD_PAGE;
318         else
319                 tsk->flags &= ~PF_SPREAD_PAGE;
320         if (is_spread_slab(cs))
321                 tsk->flags |= PF_SPREAD_SLAB;
322         else
323                 tsk->flags &= ~PF_SPREAD_SLAB;
324 }
325
326 /*
327  * is_cpuset_subset(p, q) - Is cpuset p a subset of cpuset q?
328  *
329  * One cpuset is a subset of another if all its allowed CPUs and
330  * Memory Nodes are a subset of the other, and its exclusive flags
331  * are only set if the other's are set.  Call holding cgroup_mutex.
332  */
333
334 static int is_cpuset_subset(const struct cpuset *p, const struct cpuset *q)
335 {
336         return  cpumask_subset(p->cpus_allowed, q->cpus_allowed) &&
337                 nodes_subset(p->mems_allowed, q->mems_allowed) &&
338                 is_cpu_exclusive(p) <= is_cpu_exclusive(q) &&
339                 is_mem_exclusive(p) <= is_mem_exclusive(q);
340 }
341
342 /**
343  * alloc_trial_cpuset - allocate a trial cpuset
344  * @cs: the cpuset that the trial cpuset duplicates
345  */
346 static struct cpuset *alloc_trial_cpuset(const struct cpuset *cs)
347 {
348         struct cpuset *trial;
349
350         trial = kmemdup(cs, sizeof(*cs), GFP_KERNEL);
351         if (!trial)
352                 return NULL;
353
354         if (!alloc_cpumask_var(&trial->cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
355                 kfree(trial);
356                 return NULL;
357         }
358         cpumask_copy(trial->cpus_allowed, cs->cpus_allowed);
359
360         return trial;
361 }
362
363 /**
364  * free_trial_cpuset - free the trial cpuset
365  * @trial: the trial cpuset to be freed
366  */
367 static void free_trial_cpuset(struct cpuset *trial)
368 {
369         free_cpumask_var(trial->cpus_allowed);
370         kfree(trial);
371 }
372
373 /*
374  * validate_change() - Used to validate that any proposed cpuset change
375  *                     follows the structural rules for cpusets.
376  *
377  * If we replaced the flag and mask values of the current cpuset
378  * (cur) with those values in the trial cpuset (trial), would
379  * our various subset and exclusive rules still be valid?  Presumes
380  * cgroup_mutex held.
381  *
382  * 'cur' is the address of an actual, in-use cpuset.  Operations
383  * such as list traversal that depend on the actual address of the
384  * cpuset in the list must use cur below, not trial.
385  *
386  * 'trial' is the address of bulk structure copy of cur, with
387  * perhaps one or more of the fields cpus_allowed, mems_allowed,
388  * or flags changed to new, trial values.
389  *
390  * Return 0 if valid, -errno if not.
391  */
392
393 static int validate_change(const struct cpuset *cur, const struct cpuset *trial)
394 {
395         struct cgroup *cont;
396         struct cpuset *c, *par;
397
398         /* Each of our child cpusets must be a subset of us */
399         list_for_each_entry(cont, &cur->css.cgroup->children, sibling) {
400                 if (!is_cpuset_subset(cgroup_cs(cont), trial))
401                         return -EBUSY;
402         }
403
404         /* Remaining checks don't apply to root cpuset */
405         if (cur == &top_cpuset)
406                 return 0;
407
408         par = cur->parent;
409
410         /* We must be a subset of our parent cpuset */
411         if (!is_cpuset_subset(trial, par))
412                 return -EACCES;
413
414         /*
415          * If either I or some sibling (!= me) is exclusive, we can't
416          * overlap
417          */
418         list_for_each_entry(cont, &par->css.cgroup->children, sibling) {
419                 c = cgroup_cs(cont);
420                 if ((is_cpu_exclusive(trial) || is_cpu_exclusive(c)) &&
421                     c != cur &&
422                     cpumask_intersects(trial->cpus_allowed, c->cpus_allowed))
423                         return -EINVAL;
424                 if ((is_mem_exclusive(trial) || is_mem_exclusive(c)) &&
425                     c != cur &&
426                     nodes_intersects(trial->mems_allowed, c->mems_allowed))
427                         return -EINVAL;
428         }
429
430         /* Cpusets with tasks can't have empty cpus_allowed or mems_allowed */
431         if (cgroup_task_count(cur->css.cgroup)) {
432                 if (cpumask_empty(trial->cpus_allowed) ||
433                     nodes_empty(trial->mems_allowed)) {
434                         return -ENOSPC;
435                 }
436         }
437
438         return 0;
439 }
440
441 #ifdef CONFIG_SMP
442 /*
443  * Helper routine for generate_sched_domains().
444  * Do cpusets a, b have overlapping cpus_allowed masks?
445  */
446 static int cpusets_overlap(struct cpuset *a, struct cpuset *b)
447 {
448         return cpumask_intersects(a->cpus_allowed, b->cpus_allowed);
449 }
450
451 static void
452 update_domain_attr(struct sched_domain_attr *dattr, struct cpuset *c)
453 {
454         if (dattr->relax_domain_level < c->relax_domain_level)
455                 dattr->relax_domain_level = c->relax_domain_level;
456         return;
457 }
458
459 static void
460 update_domain_attr_tree(struct sched_domain_attr *dattr, struct cpuset *c)
461 {
462         LIST_HEAD(q);
463
464         list_add(&c->stack_list, &q);
465         while (!list_empty(&q)) {
466                 struct cpuset *cp;
467                 struct cgroup *cont;
468                 struct cpuset *child;
469
470                 cp = list_first_entry(&q, struct cpuset, stack_list);
471                 list_del(q.next);
472
473                 if (cpumask_empty(cp->cpus_allowed))
474                         continue;
475
476                 if (is_sched_load_balance(cp))
477                         update_domain_attr(dattr, cp);
478
479                 list_for_each_entry(cont, &cp->css.cgroup->children, sibling) {
480                         child = cgroup_cs(cont);
481                         list_add_tail(&child->stack_list, &q);
482                 }
483         }
484 }
485
486 /*
487  * generate_sched_domains()
488  *
489  * This function builds a partial partition of the systems CPUs
490  * A 'partial partition' is a set of non-overlapping subsets whose
491  * union is a subset of that set.
492  * The output of this function needs to be passed to kernel/sched.c
493  * partition_sched_domains() routine, which will rebuild the scheduler's
494  * load balancing domains (sched domains) as specified by that partial
495  * partition.
496  *
497  * See "What is sched_load_balance" in Documentation/cgroups/cpusets.txt
498  * for a background explanation of this.
499  *
500  * Does not return errors, on the theory that the callers of this
501  * routine would rather not worry about failures to rebuild sched
502  * domains when operating in the severe memory shortage situations
503  * that could cause allocation failures below.
504  *
505  * Must be called with cgroup_lock held.
506  *
507  * The three key local variables below are:
508  *    q  - a linked-list queue of cpuset pointers, used to implement a
509  *         top-down scan of all cpusets.  This scan loads a pointer
510  *         to each cpuset marked is_sched_load_balance into the
511  *         array 'csa'.  For our purposes, rebuilding the schedulers
512  *         sched domains, we can ignore !is_sched_load_balance cpusets.
513  *  csa  - (for CpuSet Array) Array of pointers to all the cpusets
514  *         that need to be load balanced, for convenient iterative
515  *         access by the subsequent code that finds the best partition,
516  *         i.e the set of domains (subsets) of CPUs such that the
517  *         cpus_allowed of every cpuset marked is_sched_load_balance
518  *         is a subset of one of these domains, while there are as
519  *         many such domains as possible, each as small as possible.
520  * doms  - Conversion of 'csa' to an array of cpumasks, for passing to
521  *         the kernel/sched.c routine partition_sched_domains() in a
522  *         convenient format, that can be easily compared to the prior
523  *         value to determine what partition elements (sched domains)
524  *         were changed (added or removed.)
525  *
526  * Finding the best partition (set of domains):
527  *      The triple nested loops below over i, j, k scan over the
528  *      load balanced cpusets (using the array of cpuset pointers in
529  *      csa[]) looking for pairs of cpusets that have overlapping
530  *      cpus_allowed, but which don't have the same 'pn' partition
531  *      number and gives them in the same partition number.  It keeps
532  *      looping on the 'restart' label until it can no longer find
533  *      any such pairs.
534  *
535  *      The union of the cpus_allowed masks from the set of
536  *      all cpusets having the same 'pn' value then form the one
537  *      element of the partition (one sched domain) to be passed to
538  *      partition_sched_domains().
539  */
540 /* FIXME: see the FIXME in partition_sched_domains() */
541 static int generate_sched_domains(struct cpumask **domains,
542                         struct sched_domain_attr **attributes)
543 {
544         LIST_HEAD(q);           /* queue of cpusets to be scanned */
545         struct cpuset *cp;      /* scans q */
546         struct cpuset **csa;    /* array of all cpuset ptrs */
547         int csn;                /* how many cpuset ptrs in csa so far */
548         int i, j, k;            /* indices for partition finding loops */
549         struct cpumask *doms;   /* resulting partition; i.e. sched domains */
550         struct sched_domain_attr *dattr;  /* attributes for custom domains */
551         int ndoms = 0;          /* number of sched domains in result */
552         int nslot;              /* next empty doms[] struct cpumask slot */
553
554         doms = NULL;
555         dattr = NULL;
556         csa = NULL;
557
558         /* Special case for the 99% of systems with one, full, sched domain */
559         if (is_sched_load_balance(&top_cpuset)) {
560                 doms = kmalloc(cpumask_size(), GFP_KERNEL);
561                 if (!doms)
562                         goto done;
563
564                 dattr = kmalloc(sizeof(struct sched_domain_attr), GFP_KERNEL);
565                 if (dattr) {
566                         *dattr = SD_ATTR_INIT;
567                         update_domain_attr_tree(dattr, &top_cpuset);
568                 }
569                 cpumask_copy(doms, top_cpuset.cpus_allowed);
570
571                 ndoms = 1;
572                 goto done;
573         }
574
575         csa = kmalloc(number_of_cpusets * sizeof(cp), GFP_KERNEL);
576         if (!csa)
577                 goto done;
578         csn = 0;
579
580         list_add(&top_cpuset.stack_list, &q);
581         while (!list_empty(&q)) {
582                 struct cgroup *cont;
583                 struct cpuset *child;   /* scans child cpusets of cp */
584
585                 cp = list_first_entry(&q, struct cpuset, stack_list);
586                 list_del(q.next);
587
588                 if (cpumask_empty(cp->cpus_allowed))
589                         continue;
590
591                 /*
592                  * All child cpusets contain a subset of the parent's cpus, so
593                  * just skip them, and then we call update_domain_attr_tree()
594                  * to calc relax_domain_level of the corresponding sched
595                  * domain.
596                  */
597                 if (is_sched_load_balance(cp)) {
598                         csa[csn++] = cp;
599                         continue;
600                 }
601
602                 list_for_each_entry(cont, &cp->css.cgroup->children, sibling) {
603                         child = cgroup_cs(cont);
604                         list_add_tail(&child->stack_list, &q);
605                 }
606         }
607
608         for (i = 0; i < csn; i++)
609                 csa[i]->pn = i;
610         ndoms = csn;
611
612 restart:
613         /* Find the best partition (set of sched domains) */
614         for (i = 0; i < csn; i++) {
615                 struct cpuset *a = csa[i];
616                 int apn = a->pn;
617
618                 for (j = 0; j < csn; j++) {
619                         struct cpuset *b = csa[j];
620                         int bpn = b->pn;
621
622                         if (apn != bpn && cpusets_overlap(a, b)) {
623                                 for (k = 0; k < csn; k++) {
624                                         struct cpuset *c = csa[k];
625
626                                         if (c->pn == bpn)
627                                                 c->pn = apn;
628                                 }
629                                 ndoms--;        /* one less element */
630                                 goto restart;
631                         }
632                 }
633         }
634
635         /*
636          * Now we know how many domains to create.
637          * Convert <csn, csa> to <ndoms, doms> and populate cpu masks.
638          */
639         doms = kmalloc(ndoms * cpumask_size(), GFP_KERNEL);
640         if (!doms)
641                 goto done;
642
643         /*
644          * The rest of the code, including the scheduler, can deal with
645          * dattr==NULL case. No need to abort if alloc fails.
646          */
647         dattr = kmalloc(ndoms * sizeof(struct sched_domain_attr), GFP_KERNEL);
648
649         for (nslot = 0, i = 0; i < csn; i++) {
650                 struct cpuset *a = csa[i];
651                 struct cpumask *dp;
652                 int apn = a->pn;
653
654                 if (apn < 0) {
655                         /* Skip completed partitions */
656                         continue;
657                 }
658
659                 dp = doms + nslot;
660
661                 if (nslot == ndoms) {
662                         static int warnings = 10;
663                         if (warnings) {
664                                 printk(KERN_WARNING
665                                  "rebuild_sched_domains confused:"
666                                   " nslot %d, ndoms %d, csn %d, i %d,"
667                                   " apn %d\n",
668                                   nslot, ndoms, csn, i, apn);
669                                 warnings--;
670                         }
671                         continue;
672                 }
673
674                 cpumask_clear(dp);
675                 if (dattr)
676                         *(dattr + nslot) = SD_ATTR_INIT;
677                 for (j = i; j < csn; j++) {
678                         struct cpuset *b = csa[j];
679
680                         if (apn == b->pn) {
681                                 cpumask_or(dp, dp, b->cpus_allowed);
682                                 if (dattr)
683                                         update_domain_attr_tree(dattr + nslot, b);
684
685                                 /* Done with this partition */
686                                 b->pn = -1;
687                         }
688                 }
689                 nslot++;
690         }
691         BUG_ON(nslot != ndoms);
692
693 done:
694         kfree(csa);
695
696         /*
697          * Fallback to the default domain if kmalloc() failed.
698          * See comments in partition_sched_domains().
699          */
700         if (doms == NULL)
701                 ndoms = 1;
702
703         *domains    = doms;
704         *attributes = dattr;
705         return ndoms;
706 }
707
708 /*
709  * Rebuild scheduler domains.
710  *
711  * Call with neither cgroup_mutex held nor within get_online_cpus().
712  * Takes both cgroup_mutex and get_online_cpus().
713  *
714  * Cannot be directly called from cpuset code handling changes
715  * to the cpuset pseudo-filesystem, because it cannot be called
716  * from code that already holds cgroup_mutex.
717  */
718 static void do_rebuild_sched_domains(struct work_struct *unused)
719 {
720         struct sched_domain_attr *attr;
721         struct cpumask *doms;
722         int ndoms;
723
724         get_online_cpus();
725
726         /* Generate domain masks and attrs */
727         cgroup_lock();
728         ndoms = generate_sched_domains(&doms, &attr);
729         cgroup_unlock();
730
731         /* Have scheduler rebuild the domains */
732         partition_sched_domains(ndoms, doms, attr);
733
734         put_online_cpus();
735 }
736 #else /* !CONFIG_SMP */
737 static void do_rebuild_sched_domains(struct work_struct *unused)
738 {
739 }
740
741 static int generate_sched_domains(struct cpumask **domains,
742                         struct sched_domain_attr **attributes)
743 {
744         *domains = NULL;
745         return 1;
746 }
747 #endif /* CONFIG_SMP */
748
749 static DECLARE_WORK(rebuild_sched_domains_work, do_rebuild_sched_domains);
750
751 /*
752  * Rebuild scheduler domains, asynchronously via workqueue.
753  *
754  * If the flag 'sched_load_balance' of any cpuset with non-empty
755  * 'cpus' changes, or if the 'cpus' allowed changes in any cpuset
756  * which has that flag enabled, or if any cpuset with a non-empty
757  * 'cpus' is removed, then call this routine to rebuild the
758  * scheduler's dynamic sched domains.
759  *
760  * The rebuild_sched_domains() and partition_sched_domains()
761  * routines must nest cgroup_lock() inside get_online_cpus(),
762  * but such cpuset changes as these must nest that locking the
763  * other way, holding cgroup_lock() for much of the code.
764  *
765  * So in order to avoid an ABBA deadlock, the cpuset code handling
766  * these user changes delegates the actual sched domain rebuilding
767  * to a separate workqueue thread, which ends up processing the
768  * above do_rebuild_sched_domains() function.
769  */
770 static void async_rebuild_sched_domains(void)
771 {
772         queue_work(cpuset_wq, &rebuild_sched_domains_work);
773 }
774
775 /*
776  * Accomplishes the same scheduler domain rebuild as the above
777  * async_rebuild_sched_domains(), however it directly calls the
778  * rebuild routine synchronously rather than calling it via an
779  * asynchronous work thread.
780  *
781  * This can only be called from code that is not holding
782  * cgroup_mutex (not nested in a cgroup_lock() call.)
783  */
784 void rebuild_sched_domains(void)
785 {
786         do_rebuild_sched_domains(NULL);
787 }
788
789 /**
790  * cpuset_test_cpumask - test a task's cpus_allowed versus its cpuset's
791  * @tsk: task to test
792  * @scan: struct cgroup_scanner contained in its struct cpuset_hotplug_scanner
793  *
794  * Call with cgroup_mutex held.  May take callback_mutex during call.
795  * Called for each task in a cgroup by cgroup_scan_tasks().
796  * Return nonzero if this tasks's cpus_allowed mask should be changed (in other
797  * words, if its mask is not equal to its cpuset's mask).
798  */
799 static int cpuset_test_cpumask(struct task_struct *tsk,
800                                struct cgroup_scanner *scan)
801 {
802         return !cpumask_equal(&tsk->cpus_allowed,
803                         (cgroup_cs(scan->cg))->cpus_allowed);
804 }
805
806 /**
807  * cpuset_change_cpumask - make a task's cpus_allowed the same as its cpuset's
808  * @tsk: task to test
809  * @scan: struct cgroup_scanner containing the cgroup of the task
810  *
811  * Called by cgroup_scan_tasks() for each task in a cgroup whose
812  * cpus_allowed mask needs to be changed.
813  *
814  * We don't need to re-check for the cgroup/cpuset membership, since we're
815  * holding cgroup_lock() at this point.
816  */
817 static void cpuset_change_cpumask(struct task_struct *tsk,
818                                   struct cgroup_scanner *scan)
819 {
820         set_cpus_allowed_ptr(tsk, ((cgroup_cs(scan->cg))->cpus_allowed));
821 }
822
823 /**
824  * update_tasks_cpumask - Update the cpumasks of tasks in the cpuset.
825  * @cs: the cpuset in which each task's cpus_allowed mask needs to be changed
826  * @heap: if NULL, defer allocating heap memory to cgroup_scan_tasks()
827  *
828  * Called with cgroup_mutex held
829  *
830  * The cgroup_scan_tasks() function will scan all the tasks in a cgroup,
831  * calling callback functions for each.
832  *
833  * No return value. It's guaranteed that cgroup_scan_tasks() always returns 0
834  * if @heap != NULL.
835  */
836 static void update_tasks_cpumask(struct cpuset *cs, struct ptr_heap *heap)
837 {
838         struct cgroup_scanner scan;
839
840         scan.cg = cs->css.cgroup;
841         scan.test_task = cpuset_test_cpumask;
842         scan.process_task = cpuset_change_cpumask;
843         scan.heap = heap;
844         cgroup_scan_tasks(&scan);
845 }
846
847 /**
848  * update_cpumask - update the cpus_allowed mask of a cpuset and all tasks in it
849  * @cs: the cpuset to consider
850  * @buf: buffer of cpu numbers written to this cpuset
851  */
852 static int update_cpumask(struct cpuset *cs, struct cpuset *trialcs,
853                           const char *buf)
854 {
855         struct ptr_heap heap;
856         int retval;
857         int is_load_balanced;
858
859         /* top_cpuset.cpus_allowed tracks cpu_online_map; it's read-only */
860         if (cs == &top_cpuset)
861                 return -EACCES;
862
863         /*
864          * An empty cpus_allowed is ok only if the cpuset has no tasks.
865          * Since cpulist_parse() fails on an empty mask, we special case
866          * that parsing.  The validate_change() call ensures that cpusets
867          * with tasks have cpus.
868          */
869         if (!*buf) {
870                 cpumask_clear(trialcs->cpus_allowed);
871         } else {
872                 retval = cpulist_parse(buf, trialcs->cpus_allowed);
873                 if (retval < 0)
874                         return retval;
875
876                 if (!cpumask_subset(trialcs->cpus_allowed, cpu_online_mask))
877                         return -EINVAL;
878         }
879         retval = validate_change(cs, trialcs);
880         if (retval < 0)
881                 return retval;
882
883         /* Nothing to do if the cpus didn't change */
884         if (cpumask_equal(cs->cpus_allowed, trialcs->cpus_allowed))
885                 return 0;
886
887         retval = heap_init(&heap, PAGE_SIZE, GFP_KERNEL, NULL);
888         if (retval)
889                 return retval;
890
891         is_load_balanced = is_sched_load_balance(trialcs);
892
893         mutex_lock(&callback_mutex);
894         cpumask_copy(cs->cpus_allowed, trialcs->cpus_allowed);
895         mutex_unlock(&callback_mutex);
896
897         /*
898          * Scan tasks in the cpuset, and update the cpumasks of any
899          * that need an update.
900          */
901         update_tasks_cpumask(cs, &heap);
902
903         heap_free(&heap);
904
905         if (is_load_balanced)
906                 async_rebuild_sched_domains();
907         return 0;
908 }
909
910 /*
911  * cpuset_migrate_mm
912  *
913  *    Migrate memory region from one set of nodes to another.
914  *
915  *    Temporarilly set tasks mems_allowed to target nodes of migration,
916  *    so that the migration code can allocate pages on these nodes.
917  *
918  *    Call holding cgroup_mutex, so current's cpuset won't change
919  *    during this call, as manage_mutex holds off any cpuset_attach()
920  *    calls.  Therefore we don't need to take task_lock around the
921  *    call to guarantee_online_mems(), as we know no one is changing
922  *    our task's cpuset.
923  *
924  *    Hold callback_mutex around the two modifications of our tasks
925  *    mems_allowed to synchronize with cpuset_mems_allowed().
926  *
927  *    While the mm_struct we are migrating is typically from some
928  *    other task, the task_struct mems_allowed that we are hacking
929  *    is for our current task, which must allocate new pages for that
930  *    migrating memory region.
931  */
932
933 static void cpuset_migrate_mm(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
934                                                         const nodemask_t *to)
935 {
936         struct task_struct *tsk = current;
937
938         tsk->mems_allowed = *to;
939
940         do_migrate_pages(mm, from, to, MPOL_MF_MOVE_ALL);
941
942         guarantee_online_mems(task_cs(tsk),&tsk->mems_allowed);
943 }
944
945 /*
946  * cpuset_change_task_nodemask - change task's mems_allowed and mempolicy
947  * @tsk: the task to change
948  * @newmems: new nodes that the task will be set
949  *
950  * In order to avoid seeing no nodes if the old and new nodes are disjoint,
951  * we structure updates as setting all new allowed nodes, then clearing newly
952  * disallowed ones.
953  *
954  * Called with task's alloc_lock held
955  */
956 static void cpuset_change_task_nodemask(struct task_struct *tsk,
957                                         nodemask_t *newmems)
958 {
959         nodes_or(tsk->mems_allowed, tsk->mems_allowed, *newmems);
960         mpol_rebind_task(tsk, &tsk->mems_allowed);
961         mpol_rebind_task(tsk, newmems);
962         tsk->mems_allowed = *newmems;
963 }
964
965 /*
966  * Update task's mems_allowed and rebind its mempolicy and vmas' mempolicy
967  * of it to cpuset's new mems_allowed, and migrate pages to new nodes if
968  * memory_migrate flag is set. Called with cgroup_mutex held.
969  */
970 static void cpuset_change_nodemask(struct task_struct *p,
971                                    struct cgroup_scanner *scan)
972 {
973         struct mm_struct *mm;
974         struct cpuset *cs;
975         int migrate;
976         const nodemask_t *oldmem = scan->data;
977         nodemask_t newmems;
978
979         cs = cgroup_cs(scan->cg);
980         guarantee_online_mems(cs, &newmems);
981
982         task_lock(p);
983         cpuset_change_task_nodemask(p, &newmems);
984         task_unlock(p);
985
986         mm = get_task_mm(p);
987         if (!mm)
988                 return;
989
990         migrate = is_memory_migrate(cs);
991
992         mpol_rebind_mm(mm, &cs->mems_allowed);
993         if (migrate)
994                 cpuset_migrate_mm(mm, oldmem, &cs->mems_allowed);
995         mmput(mm);
996 }
997
998 static void *cpuset_being_rebound;
999
1000 /**
1001  * update_tasks_nodemask - Update the nodemasks of tasks in the cpuset.
1002  * @cs: the cpuset in which each task's mems_allowed mask needs to be changed
1003  * @oldmem: old mems_allowed of cpuset cs
1004  * @heap: if NULL, defer allocating heap memory to cgroup_scan_tasks()
1005  *
1006  * Called with cgroup_mutex held
1007  * No return value. It's guaranteed that cgroup_scan_tasks() always returns 0
1008  * if @heap != NULL.
1009  */
1010 static void update_tasks_nodemask(struct cpuset *cs, const nodemask_t *oldmem,
1011                                  struct ptr_heap *heap)
1012 {
1013         struct cgroup_scanner scan;
1014
1015         cpuset_being_rebound = cs;              /* causes mpol_dup() rebind */
1016
1017         scan.cg = cs->css.cgroup;
1018         scan.test_task = NULL;
1019         scan.process_task = cpuset_change_nodemask;
1020         scan.heap = heap;
1021         scan.data = (nodemask_t *)oldmem;
1022
1023         /*
1024          * The mpol_rebind_mm() call takes mmap_sem, which we couldn't
1025          * take while holding tasklist_lock.  Forks can happen - the
1026          * mpol_dup() cpuset_being_rebound check will catch such forks,
1027          * and rebind their vma mempolicies too.  Because we still hold
1028          * the global cgroup_mutex, we know that no other rebind effort
1029          * will be contending for the global variable cpuset_being_rebound.
1030          * It's ok if we rebind the same mm twice; mpol_rebind_mm()
1031          * is idempotent.  Also migrate pages in each mm to new nodes.
1032          */
1033         cgroup_scan_tasks(&scan);
1034
1035         /* We're done rebinding vmas to this cpuset's new mems_allowed. */
1036         cpuset_being_rebound = NULL;
1037 }
1038
1039 /*
1040  * Handle user request to change the 'mems' memory placement
1041  * of a cpuset.  Needs to validate the request, update the
1042  * cpusets mems_allowed, and for each task in the cpuset,
1043  * update mems_allowed and rebind task's mempolicy and any vma
1044  * mempolicies and if the cpuset is marked 'memory_migrate',
1045  * migrate the tasks pages to the new memory.
1046  *
1047  * Call with cgroup_mutex held.  May take callback_mutex during call.
1048  * Will take tasklist_lock, scan tasklist for tasks in cpuset cs,
1049  * lock each such tasks mm->mmap_sem, scan its vma's and rebind
1050  * their mempolicies to the cpusets new mems_allowed.
1051  */
1052 static int update_nodemask(struct cpuset *cs, struct cpuset *trialcs,
1053                            const char *buf)
1054 {
1055         nodemask_t oldmem;
1056         int retval;
1057         struct ptr_heap heap;
1058
1059         /*
1060          * top_cpuset.mems_allowed tracks node_stats[N_HIGH_MEMORY];
1061          * it's read-only
1062          */
1063         if (cs == &top_cpuset)
1064                 return -EACCES;
1065
1066         /*
1067          * An empty mems_allowed is ok iff there are no tasks in the cpuset.
1068          * Since nodelist_parse() fails on an empty mask, we special case
1069          * that parsing.  The validate_change() call ensures that cpusets
1070          * with tasks have memory.
1071          */
1072         if (!*buf) {
1073                 nodes_clear(trialcs->mems_allowed);
1074         } else {
1075                 retval = nodelist_parse(buf, trialcs->mems_allowed);
1076                 if (retval < 0)
1077                         goto done;
1078
1079                 if (!nodes_subset(trialcs->mems_allowed,
1080                                 node_states[N_HIGH_MEMORY]))
1081                         return -EINVAL;
1082         }
1083         oldmem = cs->mems_allowed;
1084         if (nodes_equal(oldmem, trialcs->mems_allowed)) {
1085                 retval = 0;             /* Too easy - nothing to do */
1086                 goto done;
1087         }
1088         retval = validate_change(cs, trialcs);
1089         if (retval < 0)
1090                 goto done;
1091
1092         retval = heap_init(&heap, PAGE_SIZE, GFP_KERNEL, NULL);
1093         if (retval < 0)
1094                 goto done;
1095
1096         mutex_lock(&callback_mutex);
1097         cs->mems_allowed = trialcs->mems_allowed;
1098         mutex_unlock(&callback_mutex);
1099
1100         update_tasks_nodemask(cs, &oldmem, &heap);
1101
1102         heap_free(&heap);
1103 done:
1104         return retval;
1105 }
1106
1107 int current_cpuset_is_being_rebound(void)
1108 {
1109         return task_cs(current) == cpuset_being_rebound;
1110 }
1111
1112 static int update_relax_domain_level(struct cpuset *cs, s64 val)
1113 {
1114 #ifdef CONFIG_SMP
1115         if (val < -1 || val >= SD_LV_MAX)
1116                 return -EINVAL;
1117 #endif
1118
1119         if (val != cs->relax_domain_level) {
1120                 cs->relax_domain_level = val;
1121                 if (!cpumask_empty(cs->cpus_allowed) &&
1122                     is_sched_load_balance(cs))
1123                         async_rebuild_sched_domains();
1124         }
1125
1126         return 0;
1127 }
1128
1129 /*
1130  * cpuset_change_flag - make a task's spread flags the same as its cpuset's
1131  * @tsk: task to be updated
1132  * @scan: struct cgroup_scanner containing the cgroup of the task
1133  *
1134  * Called by cgroup_scan_tasks() for each task in a cgroup.
1135  *
1136  * We don't need to re-check for the cgroup/cpuset membership, since we're
1137  * holding cgroup_lock() at this point.
1138  */
1139 static void cpuset_change_flag(struct task_struct *tsk,
1140                                 struct cgroup_scanner *scan)
1141 {
1142         cpuset_update_task_spread_flag(cgroup_cs(scan->cg), tsk);
1143 }
1144
1145 /*
1146  * update_tasks_flags - update the spread flags of tasks in the cpuset.
1147  * @cs: the cpuset in which each task's spread flags needs to be changed
1148  * @heap: if NULL, defer allocating heap memory to cgroup_scan_tasks()
1149  *
1150  * Called with cgroup_mutex held
1151  *
1152  * The cgroup_scan_tasks() function will scan all the tasks in a cgroup,
1153  * calling callback functions for each.
1154  *
1155  * No return value. It's guaranteed that cgroup_scan_tasks() always returns 0
1156  * if @heap != NULL.
1157  */
1158 static void update_tasks_flags(struct cpuset *cs, struct ptr_heap *heap)
1159 {
1160         struct cgroup_scanner scan;
1161
1162         scan.cg = cs->css.cgroup;
1163         scan.test_task = NULL;
1164         scan.process_task = cpuset_change_flag;
1165         scan.heap = heap;
1166         cgroup_scan_tasks(&scan);
1167 }
1168
1169 /*
1170  * update_flag - read a 0 or a 1 in a file and update associated flag
1171  * bit:         the bit to update (see cpuset_flagbits_t)
1172  * cs:          the cpuset to update
1173  * turning_on:  whether the flag is being set or cleared
1174  *
1175  * Call with cgroup_mutex held.
1176  */
1177
1178 static int update_flag(cpuset_flagbits_t bit, struct cpuset *cs,
1179                        int turning_on)
1180 {
1181         struct cpuset *trialcs;
1182         int balance_flag_changed;
1183         int spread_flag_changed;
1184         struct ptr_heap heap;
1185         int err;
1186
1187         trialcs = alloc_trial_cpuset(cs);
1188         if (!trialcs)
1189                 return -ENOMEM;
1190
1191         if (turning_on)
1192                 set_bit(bit, &trialcs->flags);
1193         else
1194                 clear_bit(bit, &trialcs->flags);
1195
1196         err = validate_change(cs, trialcs);
1197         if (err < 0)
1198                 goto out;
1199
1200         err = heap_init(&heap, PAGE_SIZE, GFP_KERNEL, NULL);
1201         if (err < 0)
1202                 goto out;
1203
1204         balance_flag_changed = (is_sched_load_balance(cs) !=
1205                                 is_sched_load_balance(trialcs));
1206
1207         spread_flag_changed = ((is_spread_slab(cs) != is_spread_slab(trialcs))
1208                         || (is_spread_page(cs) != is_spread_page(trialcs)));
1209
1210         mutex_lock(&callback_mutex);
1211         cs->flags = trialcs->flags;
1212         mutex_unlock(&callback_mutex);
1213
1214         if (!cpumask_empty(trialcs->cpus_allowed) && balance_flag_changed)
1215                 async_rebuild_sched_domains();
1216
1217         if (spread_flag_changed)
1218                 update_tasks_flags(cs, &heap);
1219         heap_free(&heap);
1220 out:
1221         free_trial_cpuset(trialcs);
1222         return err;
1223 }
1224
1225 /*
1226  * Frequency meter - How fast is some event occurring?
1227  *
1228  * These routines manage a digitally filtered, constant time based,
1229  * event frequency meter.  There are four routines:
1230  *   fmeter_init() - initialize a frequency meter.
1231  *   fmeter_markevent() - called each time the event happens.
1232  *   fmeter_getrate() - returns the recent rate of such events.
1233  *   fmeter_update() - internal routine used to update fmeter.
1234  *
1235  * A common data structure is passed to each of these routines,
1236  * which is used to keep track of the state required to manage the
1237  * frequency meter and its digital filter.
1238  *
1239  * The filter works on the number of events marked per unit time.
1240  * The filter is single-pole low-pass recursive (IIR).  The time unit
1241  * is 1 second.  Arithmetic is done using 32-bit integers scaled to
1242  * simulate 3 decimal digits of precision (multiplied by 1000).
1243  *
1244  * With an FM_COEF of 933, and a time base of 1 second, the filter
1245  * has a half-life of 10 seconds, meaning that if the events quit
1246  * happening, then the rate returned from the fmeter_getrate()
1247  * will be cut in half each 10 seconds, until it converges to zero.
1248  *
1249  * It is not worth doing a real infinitely recursive filter.  If more
1250  * than FM_MAXTICKS ticks have elapsed since the last filter event,
1251  * just compute FM_MAXTICKS ticks worth, by which point the level
1252  * will be stable.
1253  *
1254  * Limit the count of unprocessed events to FM_MAXCNT, so as to avoid
1255  * arithmetic overflow in the fmeter_update() routine.
1256  *
1257  * Given the simple 32 bit integer arithmetic used, this meter works
1258  * best for reporting rates between one per millisecond (msec) and
1259  * one per 32 (approx) seconds.  At constant rates faster than one
1260  * per msec it maxes out at values just under 1,000,000.  At constant
1261  * rates between one per msec, and one per second it will stabilize
1262  * to a value N*1000, where N is the rate of events per second.
1263  * At constant rates between one per second and one per 32 seconds,
1264  * it will be choppy, moving up on the seconds that have an event,
1265  * and then decaying until the next event.  At rates slower than
1266  * about one in 32 seconds, it decays all the way back to zero between
1267  * each event.
1268  */
1269
1270 #define FM_COEF 933             /* coefficient for half-life of 10 secs */
1271 #define FM_MAXTICKS ((time_t)99) /* useless computing more ticks than this */
1272 #define FM_MAXCNT 1000000       /* limit cnt to avoid overflow */
1273 #define FM_SCALE 1000           /* faux fixed point scale */
1274
1275 /* Initialize a frequency meter */
1276 static void fmeter_init(struct fmeter *fmp)
1277 {
1278         fmp->cnt = 0;
1279         fmp->val = 0;
1280         fmp->time = 0;
1281         spin_lock_init(&fmp->lock);
1282 }
1283
1284 /* Internal meter update - process cnt events and update value */
1285 static void fmeter_update(struct fmeter *fmp)
1286 {
1287         time_t now = get_seconds();
1288         time_t ticks = now - fmp->time;
1289
1290         if (ticks == 0)
1291                 return;
1292
1293         ticks = min(FM_MAXTICKS, ticks);
1294         while (ticks-- > 0)
1295                 fmp->val = (FM_COEF * fmp->val) / FM_SCALE;
1296         fmp->time = now;
1297
1298         fmp->val += ((FM_SCALE - FM_COEF) * fmp->cnt) / FM_SCALE;
1299         fmp->cnt = 0;
1300 }
1301
1302 /* Process any previous ticks, then bump cnt by one (times scale). */
1303 static void fmeter_markevent(struct fmeter *fmp)
1304 {
1305         spin_lock(&fmp->lock);
1306         fmeter_update(fmp);
1307         fmp->cnt = min(FM_MAXCNT, fmp->cnt + FM_SCALE);
1308         spin_unlock(&fmp->lock);
1309 }
1310
1311 /* Process any previous ticks, then return current value. */
1312 static int fmeter_getrate(struct fmeter *fmp)
1313 {
1314         int val;
1315
1316         spin_lock(&fmp->lock);
1317         fmeter_update(fmp);
1318         val = fmp->val;
1319         spin_unlock(&fmp->lock);
1320         return val;
1321 }
1322
1323 /* Protected by cgroup_lock */
1324 static cpumask_var_t cpus_attach;
1325
1326 /* Called by cgroups to determine if a cpuset is usable; cgroup_mutex held */
1327 static int cpuset_can_attach(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cont,
1328                              struct task_struct *tsk, bool threadgroup)
1329 {
1330         int ret;
1331         struct cpuset *cs = cgroup_cs(cont);
1332
1333         if (cpumask_empty(cs->cpus_allowed) || nodes_empty(cs->mems_allowed))
1334                 return -ENOSPC;
1335
1336         /*
1337          * Kthreads bound to specific cpus cannot be moved to a new cpuset; we
1338          * cannot change their cpu affinity and isolating such threads by their
1339          * set of allowed nodes is unnecessary.  Thus, cpusets are not
1340          * applicable for such threads.  This prevents checking for success of
1341          * set_cpus_allowed_ptr() on all attached tasks before cpus_allowed may
1342          * be changed.
1343          */
1344         if (tsk->flags & PF_THREAD_BOUND)
1345                 return -EINVAL;
1346
1347         ret = security_task_setscheduler(tsk, 0, NULL);
1348         if (ret)
1349                 return ret;
1350         if (threadgroup) {
1351                 struct task_struct *c;
1352
1353                 rcu_read_lock();
1354                 list_for_each_entry_rcu(c, &tsk->thread_group, thread_group) {
1355                         ret = security_task_setscheduler(c, 0, NULL);
1356                         if (ret) {
1357                                 rcu_read_unlock();
1358                                 return ret;
1359                         }
1360                 }
1361                 rcu_read_unlock();
1362         }
1363         return 0;
1364 }
1365
1366 static void cpuset_attach_task(struct task_struct *tsk, nodemask_t *to,
1367                                struct cpuset *cs)
1368 {
1369         int err;
1370         /*
1371          * can_attach beforehand should guarantee that this doesn't fail.
1372          * TODO: have a better way to handle failure here
1373          */
1374         err = set_cpus_allowed_ptr(tsk, cpus_attach);
1375         WARN_ON_ONCE(err);
1376
1377         task_lock(tsk);
1378         cpuset_change_task_nodemask(tsk, to);
1379         task_unlock(tsk);
1380         cpuset_update_task_spread_flag(cs, tsk);
1381
1382 }
1383
1384 static void cpuset_attach(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cont,
1385                           struct cgroup *oldcont, struct task_struct *tsk,
1386                           bool threadgroup)
1387 {
1388         nodemask_t from, to;
1389         struct mm_struct *mm;
1390         struct cpuset *cs = cgroup_cs(cont);
1391         struct cpuset *oldcs = cgroup_cs(oldcont);
1392
1393         if (cs == &top_cpuset) {
1394                 cpumask_copy(cpus_attach, cpu_possible_mask);
1395                 to = node_possible_map;
1396         } else {
1397                 guarantee_online_cpus(cs, cpus_attach);
1398                 guarantee_online_mems(cs, &to);
1399         }
1400
1401         /* do per-task migration stuff possibly for each in the threadgroup */
1402         cpuset_attach_task(tsk, &to, cs);
1403         if (threadgroup) {
1404                 struct task_struct *c;
1405                 rcu_read_lock();
1406                 list_for_each_entry_rcu(c, &tsk->thread_group, thread_group) {
1407                         cpuset_attach_task(c, &to, cs);
1408                 }
1409                 rcu_read_unlock();
1410         }
1411
1412         /* change mm; only needs to be done once even if threadgroup */
1413         from = oldcs->mems_allowed;
1414         to = cs->mems_allowed;
1415         mm = get_task_mm(tsk);
1416         if (mm) {
1417                 mpol_rebind_mm(mm, &to);
1418                 if (is_memory_migrate(cs))
1419                         cpuset_migrate_mm(mm, &from, &to);
1420                 mmput(mm);
1421         }
1422 }
1423
1424 /* The various types of files and directories in a cpuset file system */
1425
1426 typedef enum {
1427         FILE_MEMORY_MIGRATE,
1428         FILE_CPULIST,
1429         FILE_MEMLIST,
1430         FILE_CPU_EXCLUSIVE,
1431         FILE_MEM_EXCLUSIVE,
1432         FILE_MEM_HARDWALL,
1433         FILE_SCHED_LOAD_BALANCE,
1434         FILE_SCHED_RELAX_DOMAIN_LEVEL,
1435         FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED,
1436         FILE_MEMORY_PRESSURE,
1437         FILE_SPREAD_PAGE,
1438         FILE_SPREAD_SLAB,
1439 } cpuset_filetype_t;
1440
1441 static int cpuset_write_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft, u64 val)
1442 {
1443         int retval = 0;
1444         struct cpuset *cs = cgroup_cs(cgrp);
1445         cpuset_filetype_t type = cft->private;
1446
1447         if (!cgroup_lock_live_group(cgrp))
1448                 return -ENODEV;
1449
1450         switch (type) {
1451         case FILE_CPU_EXCLUSIVE:
1452                 retval = update_flag(CS_CPU_EXCLUSIVE, cs, val);
1453                 break;
1454         case FILE_MEM_EXCLUSIVE:
1455                 retval = update_flag(CS_MEM_EXCLUSIVE, cs, val);
1456                 break;
1457         case FILE_MEM_HARDWALL:
1458                 retval = update_flag(CS_MEM_HARDWALL, cs, val);
1459                 break;
1460         case FILE_SCHED_LOAD_BALANCE:
1461                 retval = update_flag(CS_SCHED_LOAD_BALANCE, cs, val);
1462                 break;
1463         case FILE_MEMORY_MIGRATE:
1464                 retval = update_flag(CS_MEMORY_MIGRATE, cs, val);
1465                 break;
1466         case FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED:
1467                 cpuset_memory_pressure_enabled = !!val;
1468                 break;
1469         case FILE_MEMORY_PRESSURE:
1470                 retval = -EACCES;
1471                 break;
1472         case FILE_SPREAD_PAGE:
1473                 retval = update_flag(CS_SPREAD_PAGE, cs, val);
1474                 break;
1475         case FILE_SPREAD_SLAB:
1476                 retval = update_flag(CS_SPREAD_SLAB, cs, val);
1477                 break;
1478         default:
1479                 retval = -EINVAL;
1480                 break;
1481         }
1482         cgroup_unlock();
1483         return retval;
1484 }
1485
1486 static int cpuset_write_s64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft, s64 val)
1487 {
1488         int retval = 0;
1489         struct cpuset *cs = cgroup_cs(cgrp);
1490         cpuset_filetype_t type = cft->private;
1491
1492         if (!cgroup_lock_live_group(cgrp))
1493                 return -ENODEV;
1494
1495         switch (type) {
1496         case FILE_SCHED_RELAX_DOMAIN_LEVEL:
1497                 retval = update_relax_domain_level(cs, val);
1498                 break;
1499         default:
1500                 retval = -EINVAL;
1501                 break;
1502         }
1503         cgroup_unlock();
1504         return retval;
1505 }
1506
1507 /*
1508  * Common handling for a write to a "cpus" or "mems" file.
1509  */
1510 static int cpuset_write_resmask(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
1511                                 const char *buf)
1512 {
1513         int retval = 0;
1514         struct cpuset *cs = cgroup_cs(cgrp);
1515         struct cpuset *trialcs;
1516
1517         if (!cgroup_lock_live_group(cgrp))
1518                 return -ENODEV;
1519
1520         trialcs = alloc_trial_cpuset(cs);
1521         if (!trialcs)
1522                 return -ENOMEM;
1523
1524         switch (cft->private) {
1525         case FILE_CPULIST:
1526                 retval = update_cpumask(cs, trialcs, buf);
1527                 break;
1528         case FILE_MEMLIST:
1529                 retval = update_nodemask(cs, trialcs, buf);
1530                 break;
1531         default:
1532                 retval = -EINVAL;
1533                 break;
1534         }
1535
1536         free_trial_cpuset(trialcs);
1537         cgroup_unlock();
1538         return retval;
1539 }
1540
1541 /*
1542  * These ascii lists should be read in a single call, by using a user
1543  * buffer large enough to hold the entire map.  If read in smaller
1544  * chunks, there is no guarantee of atomicity.  Since the display format
1545  * used, list of ranges of sequential numbers, is variable length,
1546  * and since these maps can change value dynamically, one could read
1547  * gibberish by doing partial reads while a list was changing.
1548  * A single large read to a buffer that crosses a page boundary is
1549  * ok, because the result being copied to user land is not recomputed
1550  * across a page fault.
1551  */
1552
1553 static int cpuset_sprintf_cpulist(char *page, struct cpuset *cs)
1554 {
1555         int ret;
1556
1557         mutex_lock(&callback_mutex);
1558         ret = cpulist_scnprintf(page, PAGE_SIZE, cs->cpus_allowed);
1559         mutex_unlock(&callback_mutex);
1560
1561         return ret;
1562 }
1563
1564 static int cpuset_sprintf_memlist(char *page, struct cpuset *cs)
1565 {
1566         nodemask_t mask;
1567
1568         mutex_lock(&callback_mutex);
1569         mask = cs->mems_allowed;
1570         mutex_unlock(&callback_mutex);
1571
1572         return nodelist_scnprintf(page, PAGE_SIZE, mask);
1573 }
1574
1575 static ssize_t cpuset_common_file_read(struct cgroup *cont,
1576                                        struct cftype *cft,
1577                                        struct file *file,
1578                                        char __user *buf,
1579                                        size_t nbytes, loff_t *ppos)
1580 {
1581         struct cpuset *cs = cgroup_cs(cont);
1582         cpuset_filetype_t type = cft->private;
1583         char *page;
1584         ssize_t retval = 0;
1585         char *s;
1586
1587         if (!(page = (char *)__get_free_page(GFP_TEMPORARY)))
1588                 return -ENOMEM;
1589
1590         s = page;
1591
1592         switch (type) {
1593         case FILE_CPULIST:
1594                 s += cpuset_sprintf_cpulist(s, cs);
1595                 break;
1596         case FILE_MEMLIST:
1597                 s += cpuset_sprintf_memlist(s, cs);
1598                 break;
1599         default:
1600                 retval = -EINVAL;
1601                 goto out;
1602         }
1603         *s++ = '\n';
1604
1605         retval = simple_read_from_buffer(buf, nbytes, ppos, page, s - page);
1606 out:
1607         free_page((unsigned long)page);
1608         return retval;
1609 }
1610
1611 static u64 cpuset_read_u64(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
1612 {
1613         struct cpuset *cs = cgroup_cs(cont);
1614         cpuset_filetype_t type = cft->private;
1615         switch (type) {
1616         case FILE_CPU_EXCLUSIVE:
1617                 return is_cpu_exclusive(cs);
1618         case FILE_MEM_EXCLUSIVE:
1619                 return is_mem_exclusive(cs);
1620         case FILE_MEM_HARDWALL:
1621                 return is_mem_hardwall(cs);
1622         case FILE_SCHED_LOAD_BALANCE:
1623                 return is_sched_load_balance(cs);
1624         case FILE_MEMORY_MIGRATE:
1625                 return is_memory_migrate(cs);
1626         case FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED:
1627                 return cpuset_memory_pressure_enabled;
1628         case FILE_MEMORY_PRESSURE:
1629                 return fmeter_getrate(&cs->fmeter);
1630         case FILE_SPREAD_PAGE:
1631                 return is_spread_page(cs);
1632         case FILE_SPREAD_SLAB:
1633                 return is_spread_slab(cs);
1634         default:
1635                 BUG();
1636         }
1637
1638         /* Unreachable but makes gcc happy */
1639         return 0;
1640 }
1641
1642 static s64 cpuset_read_s64(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
1643 {
1644         struct cpuset *cs = cgroup_cs(cont);
1645         cpuset_filetype_t type = cft->private;
1646         switch (type) {
1647         case FILE_SCHED_RELAX_DOMAIN_LEVEL:
1648                 return cs->relax_domain_level;
1649         default:
1650                 BUG();
1651         }
1652
1653         /* Unrechable but makes gcc happy */
1654         return 0;
1655 }
1656
1657
1658 /*
1659  * for the common functions, 'private' gives the type of file
1660  */
1661
1662 static struct cftype files[] = {
1663         {
1664                 .name = "cpus",
1665                 .read = cpuset_common_file_read,
1666                 .write_string = cpuset_write_resmask,
1667                 .max_write_len = (100U + 6 * NR_CPUS),
1668                 .private = FILE_CPULIST,
1669         },
1670
1671         {
1672                 .name = "mems",
1673                 .read = cpuset_common_file_read,
1674                 .write_string = cpuset_write_resmask,
1675                 .max_write_len = (100U + 6 * MAX_NUMNODES),
1676                 .private = FILE_MEMLIST,
1677         },
1678
1679         {
1680                 .name = "cpu_exclusive",
1681                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1682                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1683                 .private = FILE_CPU_EXCLUSIVE,
1684         },
1685
1686         {
1687                 .name = "mem_exclusive",
1688                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1689                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1690                 .private = FILE_MEM_EXCLUSIVE,
1691         },
1692
1693         {
1694                 .name = "mem_hardwall",
1695                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1696                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1697                 .private = FILE_MEM_HARDWALL,
1698         },
1699
1700         {
1701                 .name = "sched_load_balance",
1702                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1703                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1704                 .private = FILE_SCHED_LOAD_BALANCE,
1705         },
1706
1707         {
1708                 .name = "sched_relax_domain_level",
1709                 .read_s64 = cpuset_read_s64,
1710                 .write_s64 = cpuset_write_s64,
1711                 .private = FILE_SCHED_RELAX_DOMAIN_LEVEL,
1712         },
1713
1714         {
1715                 .name = "memory_migrate",
1716                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1717                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1718                 .private = FILE_MEMORY_MIGRATE,
1719         },
1720
1721         {
1722                 .name = "memory_pressure",
1723                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1724                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1725                 .private = FILE_MEMORY_PRESSURE,
1726                 .mode = S_IRUGO,
1727         },
1728
1729         {
1730                 .name = "memory_spread_page",
1731                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1732                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1733                 .private = FILE_SPREAD_PAGE,
1734         },
1735
1736         {
1737                 .name = "memory_spread_slab",
1738                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1739                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1740                 .private = FILE_SPREAD_SLAB,
1741         },
1742 };
1743
1744 static struct cftype cft_memory_pressure_enabled = {
1745         .name = "memory_pressure_enabled",
1746         .read_u64 = cpuset_read_u64,
1747         .write_u64 = cpuset_write_u64,
1748         .private = FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED,
1749 };
1750
1751 static int cpuset_populate(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cont)
1752 {
1753         int err;
1754
1755         err = cgroup_add_files(cont, ss, files, ARRAY_SIZE(files));
1756         if (err)
1757                 return err;
1758         /* memory_pressure_enabled is in root cpuset only */
1759         if (!cont->parent)
1760                 err = cgroup_add_file(cont, ss,
1761                                       &cft_memory_pressure_enabled);
1762         return err;
1763 }
1764
1765 /*
1766  * post_clone() is called at the end of cgroup_clone().
1767  * 'cgroup' was just created automatically as a result of
1768  * a cgroup_clone(), and the current task is about to
1769  * be moved into 'cgroup'.
1770  *
1771  * Currently we refuse to set up the cgroup - thereby
1772  * refusing the task to be entered, and as a result refusing
1773  * the sys_unshare() or clone() which initiated it - if any
1774  * sibling cpusets have exclusive cpus or mem.
1775  *
1776  * If this becomes a problem for some users who wish to
1777  * allow that scenario, then cpuset_post_clone() could be
1778  * changed to grant parent->cpus_allowed-sibling_cpus_exclusive
1779  * (and likewise for mems) to the new cgroup. Called with cgroup_mutex
1780  * held.
1781  */
1782 static void cpuset_post_clone(struct cgroup_subsys *ss,
1783                               struct cgroup *cgroup)
1784 {
1785         struct cgroup *parent, *child;
1786         struct cpuset *cs, *parent_cs;
1787
1788         parent = cgroup->parent;
1789         list_for_each_entry(child, &parent->children, sibling) {
1790                 cs = cgroup_cs(child);
1791                 if (is_mem_exclusive(cs) || is_cpu_exclusive(cs))
1792                         return;
1793         }
1794         cs = cgroup_cs(cgroup);
1795         parent_cs = cgroup_cs(parent);
1796
1797         cs->mems_allowed = parent_cs->mems_allowed;
1798         cpumask_copy(cs->cpus_allowed, parent_cs->cpus_allowed);
1799         return;
1800 }
1801
1802 /*
1803  *      cpuset_create - create a cpuset
1804  *      ss:     cpuset cgroup subsystem
1805  *      cont:   control group that the new cpuset will be part of
1806  */
1807
1808 static struct cgroup_subsys_state *cpuset_create(
1809         struct cgroup_subsys *ss,
1810         struct cgroup *cont)
1811 {
1812         struct cpuset *cs;
1813         struct cpuset *parent;
1814
1815         if (!cont->parent) {
1816                 return &top_cpuset.css;
1817         }
1818         parent = cgroup_cs(cont->parent);
1819         cs = kmalloc(sizeof(*cs), GFP_KERNEL);
1820         if (!cs)
1821                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1822         if (!alloc_cpumask_var(&cs->cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
1823                 kfree(cs);
1824                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1825         }
1826
1827         cs->flags = 0;
1828         if (is_spread_page(parent))
1829                 set_bit(CS_SPREAD_PAGE, &cs->flags);
1830         if (is_spread_slab(parent))
1831                 set_bit(CS_SPREAD_SLAB, &cs->flags);
1832         set_bit(CS_SCHED_LOAD_BALANCE, &cs->flags);
1833         cpumask_clear(cs->cpus_allowed);
1834         nodes_clear(cs->mems_allowed);
1835         fmeter_init(&cs->fmeter);
1836         cs->relax_domain_level = -1;
1837
1838         cs->parent = parent;
1839         number_of_cpusets++;
1840         return &cs->css ;
1841 }
1842
1843 /*
1844  * If the cpuset being removed has its flag 'sched_load_balance'
1845  * enabled, then simulate turning sched_load_balance off, which
1846  * will call async_rebuild_sched_domains().
1847  */
1848
1849 static void cpuset_destroy(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cont)
1850 {
1851         struct cpuset *cs = cgroup_cs(cont);
1852
1853         if (is_sched_load_balance(cs))
1854                 update_flag(CS_SCHED_LOAD_BALANCE, cs, 0);
1855
1856         number_of_cpusets--;
1857         free_cpumask_var(cs->cpus_allowed);
1858         kfree(cs);
1859 }
1860
1861 struct cgroup_subsys cpuset_subsys = {
1862         .name = "cpuset",
1863         .create = cpuset_create,
1864         .destroy = cpuset_destroy,
1865         .can_attach = cpuset_can_attach,
1866         .attach = cpuset_attach,
1867         .populate = cpuset_populate,
1868         .post_clone = cpuset_post_clone,
1869         .subsys_id = cpuset_subsys_id,
1870         .early_init = 1,
1871 };
1872
1873 /**
1874  * cpuset_init - initialize cpusets at system boot
1875  *
1876  * Description: Initialize top_cpuset and the cpuset internal file system,
1877  **/
1878
1879 int __init cpuset_init(void)
1880 {
1881         int err = 0;
1882
1883         if (!alloc_cpumask_var(&top_cpuset.cpus_allowed, GFP_KERNEL))
1884                 BUG();
1885
1886         cpumask_setall(top_cpuset.cpus_allowed);
1887         nodes_setall(top_cpuset.mems_allowed);
1888
1889         fmeter_init(&top_cpuset.fmeter);
1890         set_bit(CS_SCHED_LOAD_BALANCE, &top_cpuset.flags);
1891         top_cpuset.relax_domain_level = -1;
1892
1893         err = register_filesystem(&cpuset_fs_type);
1894         if (err < 0)
1895                 return err;
1896
1897         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_attach, GFP_KERNEL))
1898                 BUG();
1899
1900         number_of_cpusets = 1;
1901         return 0;
1902 }
1903
1904 /**
1905  * cpuset_do_move_task - move a given task to another cpuset
1906  * @tsk: pointer to task_struct the task to move
1907  * @scan: struct cgroup_scanner contained in its struct cpuset_hotplug_scanner
1908  *
1909  * Called by cgroup_scan_tasks() for each task in a cgroup.
1910  * Return nonzero to stop the walk through the tasks.
1911  */
1912 static void cpuset_do_move_task(struct task_struct *tsk,
1913                                 struct cgroup_scanner *scan)
1914 {
1915         struct cgroup *new_cgroup = scan->data;
1916
1917         cgroup_attach_task(new_cgroup, tsk);
1918 }
1919
1920 /**
1921  * move_member_tasks_to_cpuset - move tasks from one cpuset to another
1922  * @from: cpuset in which the tasks currently reside
1923  * @to: cpuset to which the tasks will be moved
1924  *
1925  * Called with cgroup_mutex held
1926  * callback_mutex must not be held, as cpuset_attach() will take it.
1927  *
1928  * The cgroup_scan_tasks() function will scan all the tasks in a cgroup,
1929  * calling callback functions for each.
1930  */
1931 static void move_member_tasks_to_cpuset(struct cpuset *from, struct cpuset *to)
1932 {
1933         struct cgroup_scanner scan;
1934
1935         scan.cg = from->css.cgroup;
1936         scan.test_task = NULL; /* select all tasks in cgroup */
1937         scan.process_task = cpuset_do_move_task;
1938         scan.heap = NULL;
1939         scan.data = to->css.cgroup;
1940
1941         if (cgroup_scan_tasks(&scan))
1942                 printk(KERN_ERR "move_member_tasks_to_cpuset: "
1943                                 "cgroup_scan_tasks failed\n");
1944 }
1945
1946 /*
1947  * If CPU and/or memory hotplug handlers, below, unplug any CPUs
1948  * or memory nodes, we need to walk over the cpuset hierarchy,
1949  * removing that CPU or node from all cpusets.  If this removes the
1950  * last CPU or node from a cpuset, then move the tasks in the empty
1951  * cpuset to its next-highest non-empty parent.
1952  *
1953  * Called with cgroup_mutex held
1954  * callback_mutex must not be held, as cpuset_attach() will take it.
1955  */
1956 static void remove_tasks_in_empty_cpuset(struct cpuset *cs)
1957 {
1958         struct cpuset *parent;
1959
1960         /*
1961          * The cgroup's css_sets list is in use if there are tasks
1962          * in the cpuset; the list is empty if there are none;
1963          * the cs->css.refcnt seems always 0.
1964          */
1965         if (list_empty(&cs->css.cgroup->css_sets))
1966                 return;
1967
1968         /*
1969          * Find its next-highest non-empty parent, (top cpuset
1970          * has online cpus, so can't be empty).
1971          */
1972         parent = cs->parent;
1973         while (cpumask_empty(parent->cpus_allowed) ||
1974                         nodes_empty(parent->mems_allowed))
1975                 parent = parent->parent;
1976
1977         move_member_tasks_to_cpuset(cs, parent);
1978 }
1979
1980 /*
1981  * Walk the specified cpuset subtree and look for empty cpusets.
1982  * The tasks of such cpuset must be moved to a parent cpuset.
1983  *
1984  * Called with cgroup_mutex held.  We take callback_mutex to modify
1985  * cpus_allowed and mems_allowed.
1986  *
1987  * This walk processes the tree from top to bottom, completing one layer
1988  * before dropping down to the next.  It always processes a node before
1989  * any of its children.
1990  *
1991  * For now, since we lack memory hot unplug, we'll never see a cpuset
1992  * that has tasks along with an empty 'mems'.  But if we did see such
1993  * a cpuset, we'd handle it just like we do if its 'cpus' was empty.
1994  */
1995 static void scan_for_empty_cpusets(struct cpuset *root)
1996 {
1997         LIST_HEAD(queue);
1998         struct cpuset *cp;      /* scans cpusets being updated */
1999         struct cpuset *child;   /* scans child cpusets of cp */
2000         struct cgroup *cont;
2001         nodemask_t oldmems;
2002
2003         list_add_tail((struct list_head *)&root->stack_list, &queue);
2004
2005         while (!list_empty(&queue)) {
2006                 cp = list_first_entry(&queue, struct cpuset, stack_list);
2007                 list_del(queue.next);
2008                 list_for_each_entry(cont, &cp->css.cgroup->children, sibling) {
2009                         child = cgroup_cs(cont);
2010                         list_add_tail(&child->stack_list, &queue);
2011                 }
2012
2013                 /* Continue past cpusets with all cpus, mems online */
2014                 if (cpumask_subset(cp->cpus_allowed, cpu_online_mask) &&
2015                     nodes_subset(cp->mems_allowed, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
2016                         continue;
2017
2018                 oldmems = cp->mems_allowed;
2019
2020                 /* Remove offline cpus and mems from this cpuset. */
2021                 mutex_lock(&callback_mutex);
2022                 cpumask_and(cp->cpus_allowed, cp->cpus_allowed,
2023                             cpu_online_mask);
2024                 nodes_and(cp->mems_allowed, cp->mems_allowed,
2025                                                 node_states[N_HIGH_MEMORY]);
2026                 mutex_unlock(&callback_mutex);
2027
2028                 /* Move tasks from the empty cpuset to a parent */
2029                 if (cpumask_empty(cp->cpus_allowed) ||
2030                      nodes_empty(cp->mems_allowed))
2031                         remove_tasks_in_empty_cpuset(cp);
2032                 else {
2033                         update_tasks_cpumask(cp, NULL);
2034                         update_tasks_nodemask(cp, &oldmems, NULL);
2035                 }
2036         }
2037 }
2038
2039 /*
2040  * The top_cpuset tracks what CPUs and Memory Nodes are online,
2041  * period.  This is necessary in order to make cpusets transparent
2042  * (of no affect) on systems that are actively using CPU hotplug
2043  * but making no active use of cpusets.
2044  *
2045  * This routine ensures that top_cpuset.cpus_allowed tracks
2046  * cpu_online_map on each CPU hotplug (cpuhp) event.
2047  *
2048  * Called within get_online_cpus().  Needs to call cgroup_lock()
2049  * before calling generate_sched_domains().
2050  */
2051 static int cpuset_track_online_cpus(struct notifier_block *unused_nb,
2052                                 unsigned long phase, void *unused_cpu)
2053 {
2054         struct sched_domain_attr *attr;
2055         struct cpumask *doms;
2056         int ndoms;
2057
2058         switch (phase) {
2059         case CPU_ONLINE:
2060         case CPU_ONLINE_FROZEN:
2061         case CPU_DEAD:
2062         case CPU_DEAD_FROZEN:
2063                 break;
2064
2065         default:
2066                 return NOTIFY_DONE;
2067         }
2068
2069         cgroup_lock();
2070         mutex_lock(&callback_mutex);
2071         cpumask_copy(top_cpuset.cpus_allowed, cpu_online_mask);
2072         mutex_unlock(&callback_mutex);
2073         scan_for_empty_cpusets(&top_cpuset);
2074         ndoms = generate_sched_domains(&doms, &attr);
2075         cgroup_unlock();
2076
2077         /* Have scheduler rebuild the domains */
2078         partition_sched_domains(ndoms, doms, attr);
2079
2080         return NOTIFY_OK;
2081 }
2082
2083 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2084 /*
2085  * Keep top_cpuset.mems_allowed tracking node_states[N_HIGH_MEMORY].
2086  * Call this routine anytime after node_states[N_HIGH_MEMORY] changes.
2087  * See also the previous routine cpuset_track_online_cpus().
2088  */
2089 static int cpuset_track_online_nodes(struct notifier_block *self,
2090                                 unsigned long action, void *arg)
2091 {
2092         cgroup_lock();
2093         switch (action) {
2094         case MEM_ONLINE:
2095         case MEM_OFFLINE:
2096                 mutex_lock(&callback_mutex);
2097                 top_cpuset.mems_allowed = node_states[N_HIGH_MEMORY];
2098                 mutex_unlock(&callback_mutex);
2099                 if (action == MEM_OFFLINE)
2100                         scan_for_empty_cpusets(&top_cpuset);
2101                 break;
2102         default:
2103                 break;
2104         }
2105         cgroup_unlock();
2106         return NOTIFY_OK;
2107 }
2108 #endif
2109
2110 /**
2111  * cpuset_init_smp - initialize cpus_allowed
2112  *
2113  * Description: Finish top cpuset after cpu, node maps are initialized
2114  **/
2115
2116 void __init cpuset_init_smp(void)
2117 {
2118         cpumask_copy(top_cpuset.cpus_allowed, cpu_online_mask);
2119         top_cpuset.mems_allowed = node_states[N_HIGH_MEMORY];
2120
2121         hotcpu_notifier(cpuset_track_online_cpus, 0);
2122         hotplug_memory_notifier(cpuset_track_online_nodes, 10);
2123
2124         cpuset_wq = create_singlethread_workqueue("cpuset");
2125         BUG_ON(!cpuset_wq);
2126 }
2127
2128 /**
2129  * cpuset_cpus_allowed - return cpus_allowed mask from a tasks cpuset.
2130  * @tsk: pointer to task_struct from which to obtain cpuset->cpus_allowed.
2131  * @pmask: pointer to struct cpumask variable to receive cpus_allowed set.
2132  *
2133  * Description: Returns the cpumask_var_t cpus_allowed of the cpuset
2134  * attached to the specified @tsk.  Guaranteed to return some non-empty
2135  * subset of cpu_online_map, even if this means going outside the
2136  * tasks cpuset.
2137  **/
2138
2139 void cpuset_cpus_allowed(struct task_struct *tsk, struct cpumask *pmask)
2140 {
2141         mutex_lock(&callback_mutex);
2142         cpuset_cpus_allowed_locked(tsk, pmask);
2143         mutex_unlock(&callback_mutex);
2144 }
2145
2146 /**
2147  * cpuset_cpus_allowed_locked - return cpus_allowed mask from a tasks cpuset.
2148  * Must be called with callback_mutex held.
2149  **/
2150 void cpuset_cpus_allowed_locked(struct task_struct *tsk, struct cpumask *pmask)
2151 {
2152         task_lock(tsk);
2153         guarantee_online_cpus(task_cs(tsk), pmask);
2154         task_unlock(tsk);
2155 }
2156
2157 void cpuset_init_current_mems_allowed(void)
2158 {
2159         nodes_setall(current->mems_allowed);
2160 }
2161
2162 /**
2163  * cpuset_mems_allowed - return mems_allowed mask from a tasks cpuset.
2164  * @tsk: pointer to task_struct from which to obtain cpuset->mems_allowed.
2165  *
2166  * Description: Returns the nodemask_t mems_allowed of the cpuset
2167  * attached to the specified @tsk.  Guaranteed to return some non-empty
2168  * subset of node_states[N_HIGH_MEMORY], even if this means going outside the
2169  * tasks cpuset.
2170  **/
2171
2172 nodemask_t cpuset_mems_allowed(struct task_struct *tsk)
2173 {
2174         nodemask_t mask;
2175
2176         mutex_lock(&callback_mutex);
2177         task_lock(tsk);
2178         guarantee_online_mems(task_cs(tsk), &mask);
2179         task_unlock(tsk);
2180         mutex_unlock(&callback_mutex);
2181
2182         return mask;
2183 }
2184
2185 /**
2186  * cpuset_nodemask_valid_mems_allowed - check nodemask vs. curremt mems_allowed
2187  * @nodemask: the nodemask to be checked
2188  *
2189  * Are any of the nodes in the nodemask allowed in current->mems_allowed?
2190  */
2191 int cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(nodemask_t *nodemask)
2192 {
2193         return nodes_intersects(*nodemask, current->mems_allowed);
2194 }
2195
2196 /*
2197  * nearest_hardwall_ancestor() - Returns the nearest mem_exclusive or
2198  * mem_hardwall ancestor to the specified cpuset.  Call holding
2199  * callback_mutex.  If no ancestor is mem_exclusive or mem_hardwall
2200  * (an unusual configuration), then returns the root cpuset.
2201  */
2202 static const struct cpuset *nearest_hardwall_ancestor(const struct cpuset *cs)
2203 {
2204         while (!(is_mem_exclusive(cs) || is_mem_hardwall(cs)) && cs->parent)
2205                 cs = cs->parent;
2206         return cs;
2207 }
2208
2209 /**
2210  * cpuset_node_allowed_softwall - Can we allocate on a memory node?
2211  * @node: is this an allowed node?
2212  * @gfp_mask: memory allocation flags
2213  *
2214  * If we're in interrupt, yes, we can always allocate.  If __GFP_THISNODE is
2215  * set, yes, we can always allocate.  If node is in our task's mems_allowed,
2216  * yes.  If it's not a __GFP_HARDWALL request and this node is in the nearest
2217  * hardwalled cpuset ancestor to this task's cpuset, yes.  If the task has been
2218  * OOM killed and has access to memory reserves as specified by the TIF_MEMDIE
2219  * flag, yes.
2220  * Otherwise, no.
2221  *
2222  * If __GFP_HARDWALL is set, cpuset_node_allowed_softwall() reduces to
2223  * cpuset_node_allowed_hardwall().  Otherwise, cpuset_node_allowed_softwall()
2224  * might sleep, and might allow a node from an enclosing cpuset.
2225  *
2226  * cpuset_node_allowed_hardwall() only handles the simpler case of hardwall
2227  * cpusets, and never sleeps.
2228  *
2229  * The __GFP_THISNODE placement logic is really handled elsewhere,
2230  * by forcibly using a zonelist starting at a specified node, and by
2231  * (in get_page_from_freelist()) refusing to consider the zones for
2232  * any node on the zonelist except the first.  By the time any such
2233  * calls get to this routine, we should just shut up and say 'yes'.
2234  *
2235  * GFP_USER allocations are marked with the __GFP_HARDWALL bit,
2236  * and do not allow allocations outside the current tasks cpuset
2237  * unless the task has been OOM killed as is marked TIF_MEMDIE.
2238  * GFP_KERNEL allocations are not so marked, so can escape to the
2239  * nearest enclosing hardwalled ancestor cpuset.
2240  *
2241  * Scanning up parent cpusets requires callback_mutex.  The
2242  * __alloc_pages() routine only calls here with __GFP_HARDWALL bit
2243  * _not_ set if it's a GFP_KERNEL allocation, and all nodes in the
2244  * current tasks mems_allowed came up empty on the first pass over
2245  * the zonelist.  So only GFP_KERNEL allocations, if all nodes in the
2246  * cpuset are short of memory, might require taking the callback_mutex
2247  * mutex.
2248  *
2249  * The first call here from mm/page_alloc:get_page_from_freelist()
2250  * has __GFP_HARDWALL set in gfp_mask, enforcing hardwall cpusets,
2251  * so no allocation on a node outside the cpuset is allowed (unless
2252  * in interrupt, of course).
2253  *
2254  * The second pass through get_page_from_freelist() doesn't even call
2255  * here for GFP_ATOMIC calls.  For those calls, the __alloc_pages()
2256  * variable 'wait' is not set, and the bit ALLOC_CPUSET is not set
2257  * in alloc_flags.  That logic and the checks below have the combined
2258  * affect that:
2259  *      in_interrupt - any node ok (current task context irrelevant)
2260  *      GFP_ATOMIC   - any node ok
2261  *      TIF_MEMDIE   - any node ok
2262  *      GFP_KERNEL   - any node in enclosing hardwalled cpuset ok
2263  *      GFP_USER     - only nodes in current tasks mems allowed ok.
2264  *
2265  * Rule:
2266  *    Don't call cpuset_node_allowed_softwall if you can't sleep, unless you
2267  *    pass in the __GFP_HARDWALL flag set in gfp_flag, which disables
2268  *    the code that might scan up ancestor cpusets and sleep.
2269  */
2270 int __cpuset_node_allowed_softwall(int node, gfp_t gfp_mask)
2271 {
2272         const struct cpuset *cs;        /* current cpuset ancestors */
2273         int allowed;                    /* is allocation in zone z allowed? */
2274
2275         if (in_interrupt() || (gfp_mask & __GFP_THISNODE))
2276                 return 1;
2277         might_sleep_if(!(gfp_mask & __GFP_HARDWALL));
2278         if (node_isset(node, current->mems_allowed))
2279                 return 1;
2280         /*
2281          * Allow tasks that have access to memory reserves because they have
2282          * been OOM killed to get memory anywhere.
2283          */
2284         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
2285                 return 1;
2286         if (gfp_mask & __GFP_HARDWALL)  /* If hardwall request, stop here */
2287                 return 0;
2288
2289         if (current->flags & PF_EXITING) /* Let dying task have memory */
2290                 return 1;
2291
2292         /* Not hardwall and node outside mems_allowed: scan up cpusets */
2293         mutex_lock(&callback_mutex);
2294
2295         task_lock(current);
2296         cs = nearest_hardwall_ancestor(task_cs(current));
2297         task_unlock(current);
2298
2299         allowed = node_isset(node, cs->mems_allowed);
2300         mutex_unlock(&callback_mutex);
2301         return allowed;
2302 }
2303
2304 /*
2305  * cpuset_node_allowed_hardwall - Can we allocate on a memory node?
2306  * @node: is this an allowed node?
2307  * @gfp_mask: memory allocation flags
2308  *
2309  * If we're in interrupt, yes, we can always allocate.  If __GFP_THISNODE is
2310  * set, yes, we can always allocate.  If node is in our task's mems_allowed,
2311  * yes.  If the task has been OOM killed and has access to memory reserves as
2312  * specified by the TIF_MEMDIE flag, yes.
2313  * Otherwise, no.
2314  *
2315  * The __GFP_THISNODE placement logic is really handled elsewhere,
2316  * by forcibly using a zonelist starting at a specified node, and by
2317  * (in get_page_from_freelist()) refusing to consider the zones for
2318  * any node on the zonelist except the first.  By the time any such
2319  * calls get to this routine, we should just shut up and say 'yes'.
2320  *
2321  * Unlike the cpuset_node_allowed_softwall() variant, above,
2322  * this variant requires that the node be in the current task's
2323  * mems_allowed or that we're in interrupt.  It does not scan up the
2324  * cpuset hierarchy for the nearest enclosing mem_exclusive cpuset.
2325  * It never sleeps.
2326  */
2327 int __cpuset_node_allowed_hardwall(int node, gfp_t gfp_mask)
2328 {
2329         if (in_interrupt() || (gfp_mask & __GFP_THISNODE))
2330                 return 1;
2331         if (node_isset(node, current->mems_allowed))
2332                 return 1;
2333         /*
2334          * Allow tasks that have access to memory reserves because they have
2335          * been OOM killed to get memory anywhere.
2336          */
2337         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
2338                 return 1;
2339         return 0;
2340 }
2341
2342 /**
2343  * cpuset_lock - lock out any changes to cpuset structures
2344  *
2345  * The out of memory (oom) code needs to mutex_lock cpusets
2346  * from being changed while it scans the tasklist looking for a
2347  * task in an overlapping cpuset.  Expose callback_mutex via this
2348  * cpuset_lock() routine, so the oom code can lock it, before
2349  * locking the task list.  The tasklist_lock is a spinlock, so
2350  * must be taken inside callback_mutex.
2351  */
2352
2353 void cpuset_lock(void)
2354 {
2355         mutex_lock(&callback_mutex);
2356 }
2357
2358 /**
2359  * cpuset_unlock - release lock on cpuset changes
2360  *
2361  * Undo the lock taken in a previous cpuset_lock() call.
2362  */
2363
2364 void cpuset_unlock(void)
2365 {
2366         mutex_unlock(&callback_mutex);
2367 }
2368
2369 /**
2370  * cpuset_mem_spread_node() - On which node to begin search for a page
2371  *
2372  * If a task is marked PF_SPREAD_PAGE or PF_SPREAD_SLAB (as for
2373  * tasks in a cpuset with is_spread_page or is_spread_slab set),
2374  * and if the memory allocation used cpuset_mem_spread_node()
2375  * to determine on which node to start looking, as it will for
2376  * certain page cache or slab cache pages such as used for file
2377  * system buffers and inode caches, then instead of starting on the
2378  * local node to look for a free page, rather spread the starting
2379  * node around the tasks mems_allowed nodes.
2380  *
2381  * We don't have to worry about the returned node being offline
2382  * because "it can't happen", and even if it did, it would be ok.
2383  *
2384  * The routines calling guarantee_online_mems() are careful to
2385  * only set nodes in task->mems_allowed that are online.  So it
2386  * should not be possible for the following code to return an
2387  * offline node.  But if it did, that would be ok, as this routine
2388  * is not returning the node where the allocation must be, only
2389  * the node where the search should start.  The zonelist passed to
2390  * __alloc_pages() will include all nodes.  If the slab allocator
2391  * is passed an offline node, it will fall back to the local node.
2392  * See kmem_cache_alloc_node().
2393  */
2394
2395 int cpuset_mem_spread_node(void)
2396 {
2397         int node;
2398
2399         node = next_node(current->cpuset_mem_spread_rotor, current->mems_allowed);
2400         if (node == MAX_NUMNODES)
2401                 node = first_node(current->mems_allowed);
2402         current->cpuset_mem_spread_rotor = node;
2403         return node;
2404 }
2405 EXPORT_SYMBOL_GPL(cpuset_mem_spread_node);
2406
2407 /**
2408  * cpuset_mems_allowed_intersects - Does @tsk1's mems_allowed intersect @tsk2's?
2409  * @tsk1: pointer to task_struct of some task.
2410  * @tsk2: pointer to task_struct of some other task.
2411  *
2412  * Description: Return true if @tsk1's mems_allowed intersects the
2413  * mems_allowed of @tsk2.  Used by the OOM killer to determine if
2414  * one of the task's memory usage might impact the memory available
2415  * to the other.
2416  **/
2417
2418 int cpuset_mems_allowed_intersects(const struct task_struct *tsk1,
2419                                    const struct task_struct *tsk2)
2420 {
2421         return nodes_intersects(tsk1->mems_allowed, tsk2->mems_allowed);
2422 }
2423
2424 /**
2425  * cpuset_print_task_mems_allowed - prints task's cpuset and mems_allowed
2426  * @task: pointer to task_struct of some task.
2427  *
2428  * Description: Prints @task's name, cpuset name, and cached copy of its
2429  * mems_allowed to the kernel log.  Must hold task_lock(task) to allow
2430  * dereferencing task_cs(task).
2431  */
2432 void cpuset_print_task_mems_allowed(struct task_struct *tsk)
2433 {
2434         struct dentry *dentry;
2435
2436         dentry = task_cs(tsk)->css.cgroup->dentry;
2437         spin_lock(&cpuset_buffer_lock);
2438         snprintf(cpuset_name, CPUSET_NAME_LEN,
2439                  dentry ? (const char *)dentry->d_name.name : "/");
2440         nodelist_scnprintf(cpuset_nodelist, CPUSET_NODELIST_LEN,
2441                            tsk->mems_allowed);
2442         printk(KERN_INFO "%s cpuset=%s mems_allowed=%s\n",
2443                tsk->comm, cpuset_name, cpuset_nodelist);
2444         spin_unlock(&cpuset_buffer_lock);
2445 }
2446
2447 /*
2448  * Collection of memory_pressure is suppressed unless
2449  * this flag is enabled by writing "1" to the special
2450  * cpuset file 'memory_pressure_enabled' in the root cpuset.
2451  */
2452
2453 int cpuset_memory_pressure_enabled __read_mostly;
2454
2455 /**
2456  * cpuset_memory_pressure_bump - keep stats of per-cpuset reclaims.
2457  *
2458  * Keep a running average of the rate of synchronous (direct)
2459  * page reclaim efforts initiated by tasks in each cpuset.
2460  *
2461  * This represents the rate at which some task in the cpuset
2462  * ran low on memory on all nodes it was allowed to use, and
2463  * had to enter the kernels page reclaim code in an effort to
2464  * create more free memory by tossing clean pages or swapping
2465  * or writing dirty pages.
2466  *
2467  * Display to user space in the per-cpuset read-only file
2468  * "memory_pressure".  Value displayed is an integer
2469  * representing the recent rate of entry into the synchronous
2470  * (direct) page reclaim by any task attached to the cpuset.
2471  **/
2472
2473 void __cpuset_memory_pressure_bump(void)
2474 {
2475         task_lock(current);
2476         fmeter_markevent(&task_cs(current)->fmeter);
2477         task_unlock(current);
2478 }
2479
2480 #ifdef CONFIG_PROC_PID_CPUSET
2481 /*
2482  * proc_cpuset_show()
2483  *  - Print tasks cpuset path into seq_file.
2484  *  - Used for /proc/<pid>/cpuset.
2485  *  - No need to task_lock(tsk) on this tsk->cpuset reference, as it
2486  *    doesn't really matter if tsk->cpuset changes after we read it,
2487  *    and we take cgroup_mutex, keeping cpuset_attach() from changing it
2488  *    anyway.
2489  */
2490 static int proc_cpuset_show(struct seq_file *m, void *unused_v)
2491 {
2492         struct pid *pid;
2493         struct task_struct *tsk;
2494         char *buf;
2495         struct cgroup_subsys_state *css;
2496         int retval;
2497
2498         retval = -ENOMEM;
2499         buf = kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
2500         if (!buf)
2501                 goto out;
2502
2503         retval = -ESRCH;
2504         pid = m->private;
2505         tsk = get_pid_task(pid, PIDTYPE_PID);
2506         if (!tsk)
2507                 goto out_free;
2508
2509         retval = -EINVAL;
2510         cgroup_lock();
2511         css = task_subsys_state(tsk, cpuset_subsys_id);
2512         retval = cgroup_path(css->cgroup, buf, PAGE_SIZE);
2513         if (retval < 0)
2514                 goto out_unlock;
2515         seq_puts(m, buf);
2516         seq_putc(m, '\n');
2517 out_unlock:
2518         cgroup_unlock();
2519         put_task_struct(tsk);
2520 out_free:
2521         kfree(buf);
2522 out:
2523         return retval;
2524 }
2525
2526 static int cpuset_open(struct inode *inode, struct file *file)
2527 {
2528         struct pid *pid = PROC_I(inode)->pid;
2529         return single_open(file, proc_cpuset_show, pid);
2530 }
2531
2532 const struct file_operations proc_cpuset_operations = {
2533         .open           = cpuset_open,
2534         .read           = seq_read,
2535         .llseek         = seq_lseek,
2536         .release        = single_release,
2537 };
2538 #endif /* CONFIG_PROC_PID_CPUSET */
2539
2540 /* Display task mems_allowed in /proc/<pid>/status file. */
2541 void cpuset_task_status_allowed(struct seq_file *m, struct task_struct *task)
2542 {
2543         seq_printf(m, "Mems_allowed:\t");
2544         seq_nodemask(m, &task->mems_allowed);
2545         seq_printf(m, "\n");
2546         seq_printf(m, "Mems_allowed_list:\t");
2547         seq_nodemask_list(m, &task->mems_allowed);
2548         seq_printf(m, "\n");
2549 }