x86: remove some alloc_bootmem_cpumask_var calling
[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         /*
101          * Copy of global cpuset_mems_generation as of the most
102          * recent time this cpuset changed its mems_allowed.
103          */
104         int mems_generation;
105
106         struct fmeter fmeter;           /* memory_pressure filter */
107
108         /* partition number for rebuild_sched_domains() */
109         int pn;
110
111         /* for custom sched domain */
112         int relax_domain_level;
113
114         /* used for walking a cpuset heirarchy */
115         struct list_head stack_list;
116 };
117
118 /* Retrieve the cpuset for a cgroup */
119 static inline struct cpuset *cgroup_cs(struct cgroup *cont)
120 {
121         return container_of(cgroup_subsys_state(cont, cpuset_subsys_id),
122                             struct cpuset, css);
123 }
124
125 /* Retrieve the cpuset for a task */
126 static inline struct cpuset *task_cs(struct task_struct *task)
127 {
128         return container_of(task_subsys_state(task, cpuset_subsys_id),
129                             struct cpuset, css);
130 }
131
132 /* bits in struct cpuset flags field */
133 typedef enum {
134         CS_CPU_EXCLUSIVE,
135         CS_MEM_EXCLUSIVE,
136         CS_MEM_HARDWALL,
137         CS_MEMORY_MIGRATE,
138         CS_SCHED_LOAD_BALANCE,
139         CS_SPREAD_PAGE,
140         CS_SPREAD_SLAB,
141 } cpuset_flagbits_t;
142
143 /* convenient tests for these bits */
144 static inline int is_cpu_exclusive(const struct cpuset *cs)
145 {
146         return test_bit(CS_CPU_EXCLUSIVE, &cs->flags);
147 }
148
149 static inline int is_mem_exclusive(const struct cpuset *cs)
150 {
151         return test_bit(CS_MEM_EXCLUSIVE, &cs->flags);
152 }
153
154 static inline int is_mem_hardwall(const struct cpuset *cs)
155 {
156         return test_bit(CS_MEM_HARDWALL, &cs->flags);
157 }
158
159 static inline int is_sched_load_balance(const struct cpuset *cs)
160 {
161         return test_bit(CS_SCHED_LOAD_BALANCE, &cs->flags);
162 }
163
164 static inline int is_memory_migrate(const struct cpuset *cs)
165 {
166         return test_bit(CS_MEMORY_MIGRATE, &cs->flags);
167 }
168
169 static inline int is_spread_page(const struct cpuset *cs)
170 {
171         return test_bit(CS_SPREAD_PAGE, &cs->flags);
172 }
173
174 static inline int is_spread_slab(const struct cpuset *cs)
175 {
176         return test_bit(CS_SPREAD_SLAB, &cs->flags);
177 }
178
179 /*
180  * Increment this integer everytime any cpuset changes its
181  * mems_allowed value.  Users of cpusets can track this generation
182  * number, and avoid having to lock and reload mems_allowed unless
183  * the cpuset they're using changes generation.
184  *
185  * A single, global generation is needed because cpuset_attach_task() could
186  * reattach a task to a different cpuset, which must not have its
187  * generation numbers aliased with those of that tasks previous cpuset.
188  *
189  * Generations are needed for mems_allowed because one task cannot
190  * modify another's memory placement.  So we must enable every task,
191  * on every visit to __alloc_pages(), to efficiently check whether
192  * its current->cpuset->mems_allowed has changed, requiring an update
193  * of its current->mems_allowed.
194  *
195  * Since writes to cpuset_mems_generation are guarded by the cgroup lock
196  * there is no need to mark it atomic.
197  */
198 static int cpuset_mems_generation;
199
200 static struct cpuset top_cpuset = {
201         .flags = ((1 << CS_CPU_EXCLUSIVE) | (1 << CS_MEM_EXCLUSIVE)),
202 };
203
204 /*
205  * There are two global mutexes guarding cpuset structures.  The first
206  * is the main control groups cgroup_mutex, accessed via
207  * cgroup_lock()/cgroup_unlock().  The second is the cpuset-specific
208  * callback_mutex, below. They can nest.  It is ok to first take
209  * cgroup_mutex, then nest callback_mutex.  We also require taking
210  * task_lock() when dereferencing a task's cpuset pointer.  See "The
211  * task_lock() exception", at the end of this comment.
212  *
213  * A task must hold both mutexes to modify cpusets.  If a task
214  * holds cgroup_mutex, then it blocks others wanting that mutex,
215  * ensuring that it is the only task able to also acquire callback_mutex
216  * and be able to modify cpusets.  It can perform various checks on
217  * the cpuset structure first, knowing nothing will change.  It can
218  * also allocate memory while just holding cgroup_mutex.  While it is
219  * performing these checks, various callback routines can briefly
220  * acquire callback_mutex to query cpusets.  Once it is ready to make
221  * the changes, it takes callback_mutex, blocking everyone else.
222  *
223  * Calls to the kernel memory allocator can not be made while holding
224  * callback_mutex, as that would risk double tripping on callback_mutex
225  * from one of the callbacks into the cpuset code from within
226  * __alloc_pages().
227  *
228  * If a task is only holding callback_mutex, then it has read-only
229  * access to cpusets.
230  *
231  * The task_struct fields mems_allowed and mems_generation may only
232  * be accessed in the context of that task, so require no locks.
233  *
234  * The cpuset_common_file_read() handlers only hold callback_mutex across
235  * small pieces of code, such as when reading out possibly multi-word
236  * cpumasks and nodemasks.
237  *
238  * Accessing a task's cpuset should be done in accordance with the
239  * guidelines for accessing subsystem state in kernel/cgroup.c
240  */
241
242 static DEFINE_MUTEX(callback_mutex);
243
244 /*
245  * cpuset_buffer_lock protects both the cpuset_name and cpuset_nodelist
246  * buffers.  They are statically allocated to prevent using excess stack
247  * when calling cpuset_print_task_mems_allowed().
248  */
249 #define CPUSET_NAME_LEN         (128)
250 #define CPUSET_NODELIST_LEN     (256)
251 static char cpuset_name[CPUSET_NAME_LEN];
252 static char cpuset_nodelist[CPUSET_NODELIST_LEN];
253 static DEFINE_SPINLOCK(cpuset_buffer_lock);
254
255 /*
256  * This is ugly, but preserves the userspace API for existing cpuset
257  * users. If someone tries to mount the "cpuset" filesystem, we
258  * silently switch it to mount "cgroup" instead
259  */
260 static int cpuset_get_sb(struct file_system_type *fs_type,
261                          int flags, const char *unused_dev_name,
262                          void *data, struct vfsmount *mnt)
263 {
264         struct file_system_type *cgroup_fs = get_fs_type("cgroup");
265         int ret = -ENODEV;
266         if (cgroup_fs) {
267                 char mountopts[] =
268                         "cpuset,noprefix,"
269                         "release_agent=/sbin/cpuset_release_agent";
270                 ret = cgroup_fs->get_sb(cgroup_fs, flags,
271                                            unused_dev_name, mountopts, mnt);
272                 put_filesystem(cgroup_fs);
273         }
274         return ret;
275 }
276
277 static struct file_system_type cpuset_fs_type = {
278         .name = "cpuset",
279         .get_sb = cpuset_get_sb,
280 };
281
282 /*
283  * Return in pmask the portion of a cpusets's cpus_allowed that
284  * are online.  If none are online, walk up the cpuset hierarchy
285  * until we find one that does have some online cpus.  If we get
286  * all the way to the top and still haven't found any online cpus,
287  * return cpu_online_map.  Or if passed a NULL cs from an exit'ing
288  * task, return cpu_online_map.
289  *
290  * One way or another, we guarantee to return some non-empty subset
291  * of cpu_online_map.
292  *
293  * Call with callback_mutex held.
294  */
295
296 static void guarantee_online_cpus(const struct cpuset *cs,
297                                   struct cpumask *pmask)
298 {
299         while (cs && !cpumask_intersects(cs->cpus_allowed, cpu_online_mask))
300                 cs = cs->parent;
301         if (cs)
302                 cpumask_and(pmask, cs->cpus_allowed, cpu_online_mask);
303         else
304                 cpumask_copy(pmask, cpu_online_mask);
305         BUG_ON(!cpumask_intersects(pmask, cpu_online_mask));
306 }
307
308 /*
309  * Return in *pmask the portion of a cpusets's mems_allowed that
310  * are online, with memory.  If none are online with memory, walk
311  * up the cpuset hierarchy until we find one that does have some
312  * online mems.  If we get all the way to the top and still haven't
313  * found any online mems, return node_states[N_HIGH_MEMORY].
314  *
315  * One way or another, we guarantee to return some non-empty subset
316  * of node_states[N_HIGH_MEMORY].
317  *
318  * Call with callback_mutex held.
319  */
320
321 static void guarantee_online_mems(const struct cpuset *cs, nodemask_t *pmask)
322 {
323         while (cs && !nodes_intersects(cs->mems_allowed,
324                                         node_states[N_HIGH_MEMORY]))
325                 cs = cs->parent;
326         if (cs)
327                 nodes_and(*pmask, cs->mems_allowed,
328                                         node_states[N_HIGH_MEMORY]);
329         else
330                 *pmask = node_states[N_HIGH_MEMORY];
331         BUG_ON(!nodes_intersects(*pmask, node_states[N_HIGH_MEMORY]));
332 }
333
334 /**
335  * cpuset_update_task_memory_state - update task memory placement
336  *
337  * If the current tasks cpusets mems_allowed changed behind our
338  * backs, update current->mems_allowed, mems_generation and task NUMA
339  * mempolicy to the new value.
340  *
341  * Task mempolicy is updated by rebinding it relative to the
342  * current->cpuset if a task has its memory placement changed.
343  * Do not call this routine if in_interrupt().
344  *
345  * Call without callback_mutex or task_lock() held.  May be
346  * called with or without cgroup_mutex held.  Thanks in part to
347  * 'the_top_cpuset_hack', the task's cpuset pointer will never
348  * be NULL.  This routine also might acquire callback_mutex during
349  * call.
350  *
351  * Reading current->cpuset->mems_generation doesn't need task_lock
352  * to guard the current->cpuset derefence, because it is guarded
353  * from concurrent freeing of current->cpuset using RCU.
354  *
355  * The rcu_dereference() is technically probably not needed,
356  * as I don't actually mind if I see a new cpuset pointer but
357  * an old value of mems_generation.  However this really only
358  * matters on alpha systems using cpusets heavily.  If I dropped
359  * that rcu_dereference(), it would save them a memory barrier.
360  * For all other arch's, rcu_dereference is a no-op anyway, and for
361  * alpha systems not using cpusets, another planned optimization,
362  * avoiding the rcu critical section for tasks in the root cpuset
363  * which is statically allocated, so can't vanish, will make this
364  * irrelevant.  Better to use RCU as intended, than to engage in
365  * some cute trick to save a memory barrier that is impossible to
366  * test, for alpha systems using cpusets heavily, which might not
367  * even exist.
368  *
369  * This routine is needed to update the per-task mems_allowed data,
370  * within the tasks context, when it is trying to allocate memory
371  * (in various mm/mempolicy.c routines) and notices that some other
372  * task has been modifying its cpuset.
373  */
374
375 void cpuset_update_task_memory_state(void)
376 {
377         int my_cpusets_mem_gen;
378         struct task_struct *tsk = current;
379         struct cpuset *cs;
380
381         rcu_read_lock();
382         my_cpusets_mem_gen = task_cs(tsk)->mems_generation;
383         rcu_read_unlock();
384
385         if (my_cpusets_mem_gen != tsk->cpuset_mems_generation) {
386                 mutex_lock(&callback_mutex);
387                 task_lock(tsk);
388                 cs = task_cs(tsk); /* Maybe changed when task not locked */
389                 guarantee_online_mems(cs, &tsk->mems_allowed);
390                 tsk->cpuset_mems_generation = cs->mems_generation;
391                 if (is_spread_page(cs))
392                         tsk->flags |= PF_SPREAD_PAGE;
393                 else
394                         tsk->flags &= ~PF_SPREAD_PAGE;
395                 if (is_spread_slab(cs))
396                         tsk->flags |= PF_SPREAD_SLAB;
397                 else
398                         tsk->flags &= ~PF_SPREAD_SLAB;
399                 task_unlock(tsk);
400                 mutex_unlock(&callback_mutex);
401                 mpol_rebind_task(tsk, &tsk->mems_allowed);
402         }
403 }
404
405 /*
406  * is_cpuset_subset(p, q) - Is cpuset p a subset of cpuset q?
407  *
408  * One cpuset is a subset of another if all its allowed CPUs and
409  * Memory Nodes are a subset of the other, and its exclusive flags
410  * are only set if the other's are set.  Call holding cgroup_mutex.
411  */
412
413 static int is_cpuset_subset(const struct cpuset *p, const struct cpuset *q)
414 {
415         return  cpumask_subset(p->cpus_allowed, q->cpus_allowed) &&
416                 nodes_subset(p->mems_allowed, q->mems_allowed) &&
417                 is_cpu_exclusive(p) <= is_cpu_exclusive(q) &&
418                 is_mem_exclusive(p) <= is_mem_exclusive(q);
419 }
420
421 /**
422  * alloc_trial_cpuset - allocate a trial cpuset
423  * @cs: the cpuset that the trial cpuset duplicates
424  */
425 static struct cpuset *alloc_trial_cpuset(const struct cpuset *cs)
426 {
427         struct cpuset *trial;
428
429         trial = kmemdup(cs, sizeof(*cs), GFP_KERNEL);
430         if (!trial)
431                 return NULL;
432
433         if (!alloc_cpumask_var(&trial->cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
434                 kfree(trial);
435                 return NULL;
436         }
437         cpumask_copy(trial->cpus_allowed, cs->cpus_allowed);
438
439         return trial;
440 }
441
442 /**
443  * free_trial_cpuset - free the trial cpuset
444  * @trial: the trial cpuset to be freed
445  */
446 static void free_trial_cpuset(struct cpuset *trial)
447 {
448         free_cpumask_var(trial->cpus_allowed);
449         kfree(trial);
450 }
451
452 /*
453  * validate_change() - Used to validate that any proposed cpuset change
454  *                     follows the structural rules for cpusets.
455  *
456  * If we replaced the flag and mask values of the current cpuset
457  * (cur) with those values in the trial cpuset (trial), would
458  * our various subset and exclusive rules still be valid?  Presumes
459  * cgroup_mutex held.
460  *
461  * 'cur' is the address of an actual, in-use cpuset.  Operations
462  * such as list traversal that depend on the actual address of the
463  * cpuset in the list must use cur below, not trial.
464  *
465  * 'trial' is the address of bulk structure copy of cur, with
466  * perhaps one or more of the fields cpus_allowed, mems_allowed,
467  * or flags changed to new, trial values.
468  *
469  * Return 0 if valid, -errno if not.
470  */
471
472 static int validate_change(const struct cpuset *cur, const struct cpuset *trial)
473 {
474         struct cgroup *cont;
475         struct cpuset *c, *par;
476
477         /* Each of our child cpusets must be a subset of us */
478         list_for_each_entry(cont, &cur->css.cgroup->children, sibling) {
479                 if (!is_cpuset_subset(cgroup_cs(cont), trial))
480                         return -EBUSY;
481         }
482
483         /* Remaining checks don't apply to root cpuset */
484         if (cur == &top_cpuset)
485                 return 0;
486
487         par = cur->parent;
488
489         /* We must be a subset of our parent cpuset */
490         if (!is_cpuset_subset(trial, par))
491                 return -EACCES;
492
493         /*
494          * If either I or some sibling (!= me) is exclusive, we can't
495          * overlap
496          */
497         list_for_each_entry(cont, &par->css.cgroup->children, sibling) {
498                 c = cgroup_cs(cont);
499                 if ((is_cpu_exclusive(trial) || is_cpu_exclusive(c)) &&
500                     c != cur &&
501                     cpumask_intersects(trial->cpus_allowed, c->cpus_allowed))
502                         return -EINVAL;
503                 if ((is_mem_exclusive(trial) || is_mem_exclusive(c)) &&
504                     c != cur &&
505                     nodes_intersects(trial->mems_allowed, c->mems_allowed))
506                         return -EINVAL;
507         }
508
509         /* Cpusets with tasks can't have empty cpus_allowed or mems_allowed */
510         if (cgroup_task_count(cur->css.cgroup)) {
511                 if (cpumask_empty(trial->cpus_allowed) ||
512                     nodes_empty(trial->mems_allowed)) {
513                         return -ENOSPC;
514                 }
515         }
516
517         return 0;
518 }
519
520 #ifdef CONFIG_SMP
521 /*
522  * Helper routine for generate_sched_domains().
523  * Do cpusets a, b have overlapping cpus_allowed masks?
524  */
525 static int cpusets_overlap(struct cpuset *a, struct cpuset *b)
526 {
527         return cpumask_intersects(a->cpus_allowed, b->cpus_allowed);
528 }
529
530 static void
531 update_domain_attr(struct sched_domain_attr *dattr, struct cpuset *c)
532 {
533         if (dattr->relax_domain_level < c->relax_domain_level)
534                 dattr->relax_domain_level = c->relax_domain_level;
535         return;
536 }
537
538 static void
539 update_domain_attr_tree(struct sched_domain_attr *dattr, struct cpuset *c)
540 {
541         LIST_HEAD(q);
542
543         list_add(&c->stack_list, &q);
544         while (!list_empty(&q)) {
545                 struct cpuset *cp;
546                 struct cgroup *cont;
547                 struct cpuset *child;
548
549                 cp = list_first_entry(&q, struct cpuset, stack_list);
550                 list_del(q.next);
551
552                 if (cpumask_empty(cp->cpus_allowed))
553                         continue;
554
555                 if (is_sched_load_balance(cp))
556                         update_domain_attr(dattr, cp);
557
558                 list_for_each_entry(cont, &cp->css.cgroup->children, sibling) {
559                         child = cgroup_cs(cont);
560                         list_add_tail(&child->stack_list, &q);
561                 }
562         }
563 }
564
565 /*
566  * generate_sched_domains()
567  *
568  * This function builds a partial partition of the systems CPUs
569  * A 'partial partition' is a set of non-overlapping subsets whose
570  * union is a subset of that set.
571  * The output of this function needs to be passed to kernel/sched.c
572  * partition_sched_domains() routine, which will rebuild the scheduler's
573  * load balancing domains (sched domains) as specified by that partial
574  * partition.
575  *
576  * See "What is sched_load_balance" in Documentation/cgroups/cpusets.txt
577  * for a background explanation of this.
578  *
579  * Does not return errors, on the theory that the callers of this
580  * routine would rather not worry about failures to rebuild sched
581  * domains when operating in the severe memory shortage situations
582  * that could cause allocation failures below.
583  *
584  * Must be called with cgroup_lock held.
585  *
586  * The three key local variables below are:
587  *    q  - a linked-list queue of cpuset pointers, used to implement a
588  *         top-down scan of all cpusets.  This scan loads a pointer
589  *         to each cpuset marked is_sched_load_balance into the
590  *         array 'csa'.  For our purposes, rebuilding the schedulers
591  *         sched domains, we can ignore !is_sched_load_balance cpusets.
592  *  csa  - (for CpuSet Array) Array of pointers to all the cpusets
593  *         that need to be load balanced, for convenient iterative
594  *         access by the subsequent code that finds the best partition,
595  *         i.e the set of domains (subsets) of CPUs such that the
596  *         cpus_allowed of every cpuset marked is_sched_load_balance
597  *         is a subset of one of these domains, while there are as
598  *         many such domains as possible, each as small as possible.
599  * doms  - Conversion of 'csa' to an array of cpumasks, for passing to
600  *         the kernel/sched.c routine partition_sched_domains() in a
601  *         convenient format, that can be easily compared to the prior
602  *         value to determine what partition elements (sched domains)
603  *         were changed (added or removed.)
604  *
605  * Finding the best partition (set of domains):
606  *      The triple nested loops below over i, j, k scan over the
607  *      load balanced cpusets (using the array of cpuset pointers in
608  *      csa[]) looking for pairs of cpusets that have overlapping
609  *      cpus_allowed, but which don't have the same 'pn' partition
610  *      number and gives them in the same partition number.  It keeps
611  *      looping on the 'restart' label until it can no longer find
612  *      any such pairs.
613  *
614  *      The union of the cpus_allowed masks from the set of
615  *      all cpusets having the same 'pn' value then form the one
616  *      element of the partition (one sched domain) to be passed to
617  *      partition_sched_domains().
618  */
619 /* FIXME: see the FIXME in partition_sched_domains() */
620 static int generate_sched_domains(struct cpumask **domains,
621                         struct sched_domain_attr **attributes)
622 {
623         LIST_HEAD(q);           /* queue of cpusets to be scanned */
624         struct cpuset *cp;      /* scans q */
625         struct cpuset **csa;    /* array of all cpuset ptrs */
626         int csn;                /* how many cpuset ptrs in csa so far */
627         int i, j, k;            /* indices for partition finding loops */
628         struct cpumask *doms;   /* resulting partition; i.e. sched domains */
629         struct sched_domain_attr *dattr;  /* attributes for custom domains */
630         int ndoms = 0;          /* number of sched domains in result */
631         int nslot;              /* next empty doms[] struct cpumask slot */
632
633         doms = NULL;
634         dattr = NULL;
635         csa = NULL;
636
637         /* Special case for the 99% of systems with one, full, sched domain */
638         if (is_sched_load_balance(&top_cpuset)) {
639                 doms = kmalloc(cpumask_size(), GFP_KERNEL);
640                 if (!doms)
641                         goto done;
642
643                 dattr = kmalloc(sizeof(struct sched_domain_attr), GFP_KERNEL);
644                 if (dattr) {
645                         *dattr = SD_ATTR_INIT;
646                         update_domain_attr_tree(dattr, &top_cpuset);
647                 }
648                 cpumask_copy(doms, top_cpuset.cpus_allowed);
649
650                 ndoms = 1;
651                 goto done;
652         }
653
654         csa = kmalloc(number_of_cpusets * sizeof(cp), GFP_KERNEL);
655         if (!csa)
656                 goto done;
657         csn = 0;
658
659         list_add(&top_cpuset.stack_list, &q);
660         while (!list_empty(&q)) {
661                 struct cgroup *cont;
662                 struct cpuset *child;   /* scans child cpusets of cp */
663
664                 cp = list_first_entry(&q, struct cpuset, stack_list);
665                 list_del(q.next);
666
667                 if (cpumask_empty(cp->cpus_allowed))
668                         continue;
669
670                 /*
671                  * All child cpusets contain a subset of the parent's cpus, so
672                  * just skip them, and then we call update_domain_attr_tree()
673                  * to calc relax_domain_level of the corresponding sched
674                  * domain.
675                  */
676                 if (is_sched_load_balance(cp)) {
677                         csa[csn++] = cp;
678                         continue;
679                 }
680
681                 list_for_each_entry(cont, &cp->css.cgroup->children, sibling) {
682                         child = cgroup_cs(cont);
683                         list_add_tail(&child->stack_list, &q);
684                 }
685         }
686
687         for (i = 0; i < csn; i++)
688                 csa[i]->pn = i;
689         ndoms = csn;
690
691 restart:
692         /* Find the best partition (set of sched domains) */
693         for (i = 0; i < csn; i++) {
694                 struct cpuset *a = csa[i];
695                 int apn = a->pn;
696
697                 for (j = 0; j < csn; j++) {
698                         struct cpuset *b = csa[j];
699                         int bpn = b->pn;
700
701                         if (apn != bpn && cpusets_overlap(a, b)) {
702                                 for (k = 0; k < csn; k++) {
703                                         struct cpuset *c = csa[k];
704
705                                         if (c->pn == bpn)
706                                                 c->pn = apn;
707                                 }
708                                 ndoms--;        /* one less element */
709                                 goto restart;
710                         }
711                 }
712         }
713
714         /*
715          * Now we know how many domains to create.
716          * Convert <csn, csa> to <ndoms, doms> and populate cpu masks.
717          */
718         doms = kmalloc(ndoms * cpumask_size(), GFP_KERNEL);
719         if (!doms)
720                 goto done;
721
722         /*
723          * The rest of the code, including the scheduler, can deal with
724          * dattr==NULL case. No need to abort if alloc fails.
725          */
726         dattr = kmalloc(ndoms * sizeof(struct sched_domain_attr), GFP_KERNEL);
727
728         for (nslot = 0, i = 0; i < csn; i++) {
729                 struct cpuset *a = csa[i];
730                 struct cpumask *dp;
731                 int apn = a->pn;
732
733                 if (apn < 0) {
734                         /* Skip completed partitions */
735                         continue;
736                 }
737
738                 dp = doms + nslot;
739
740                 if (nslot == ndoms) {
741                         static int warnings = 10;
742                         if (warnings) {
743                                 printk(KERN_WARNING
744                                  "rebuild_sched_domains confused:"
745                                   " nslot %d, ndoms %d, csn %d, i %d,"
746                                   " apn %d\n",
747                                   nslot, ndoms, csn, i, apn);
748                                 warnings--;
749                         }
750                         continue;
751                 }
752
753                 cpumask_clear(dp);
754                 if (dattr)
755                         *(dattr + nslot) = SD_ATTR_INIT;
756                 for (j = i; j < csn; j++) {
757                         struct cpuset *b = csa[j];
758
759                         if (apn == b->pn) {
760                                 cpumask_or(dp, dp, b->cpus_allowed);
761                                 if (dattr)
762                                         update_domain_attr_tree(dattr + nslot, b);
763
764                                 /* Done with this partition */
765                                 b->pn = -1;
766                         }
767                 }
768                 nslot++;
769         }
770         BUG_ON(nslot != ndoms);
771
772 done:
773         kfree(csa);
774
775         /*
776          * Fallback to the default domain if kmalloc() failed.
777          * See comments in partition_sched_domains().
778          */
779         if (doms == NULL)
780                 ndoms = 1;
781
782         *domains    = doms;
783         *attributes = dattr;
784         return ndoms;
785 }
786
787 /*
788  * Rebuild scheduler domains.
789  *
790  * Call with neither cgroup_mutex held nor within get_online_cpus().
791  * Takes both cgroup_mutex and get_online_cpus().
792  *
793  * Cannot be directly called from cpuset code handling changes
794  * to the cpuset pseudo-filesystem, because it cannot be called
795  * from code that already holds cgroup_mutex.
796  */
797 static void do_rebuild_sched_domains(struct work_struct *unused)
798 {
799         struct sched_domain_attr *attr;
800         struct cpumask *doms;
801         int ndoms;
802
803         get_online_cpus();
804
805         /* Generate domain masks and attrs */
806         cgroup_lock();
807         ndoms = generate_sched_domains(&doms, &attr);
808         cgroup_unlock();
809
810         /* Have scheduler rebuild the domains */
811         partition_sched_domains(ndoms, doms, attr);
812
813         put_online_cpus();
814 }
815 #else /* !CONFIG_SMP */
816 static void do_rebuild_sched_domains(struct work_struct *unused)
817 {
818 }
819
820 static int generate_sched_domains(struct cpumask **domains,
821                         struct sched_domain_attr **attributes)
822 {
823         *domains = NULL;
824         return 1;
825 }
826 #endif /* CONFIG_SMP */
827
828 static DECLARE_WORK(rebuild_sched_domains_work, do_rebuild_sched_domains);
829
830 /*
831  * Rebuild scheduler domains, asynchronously via workqueue.
832  *
833  * If the flag 'sched_load_balance' of any cpuset with non-empty
834  * 'cpus' changes, or if the 'cpus' allowed changes in any cpuset
835  * which has that flag enabled, or if any cpuset with a non-empty
836  * 'cpus' is removed, then call this routine to rebuild the
837  * scheduler's dynamic sched domains.
838  *
839  * The rebuild_sched_domains() and partition_sched_domains()
840  * routines must nest cgroup_lock() inside get_online_cpus(),
841  * but such cpuset changes as these must nest that locking the
842  * other way, holding cgroup_lock() for much of the code.
843  *
844  * So in order to avoid an ABBA deadlock, the cpuset code handling
845  * these user changes delegates the actual sched domain rebuilding
846  * to a separate workqueue thread, which ends up processing the
847  * above do_rebuild_sched_domains() function.
848  */
849 static void async_rebuild_sched_domains(void)
850 {
851         queue_work(cpuset_wq, &rebuild_sched_domains_work);
852 }
853
854 /*
855  * Accomplishes the same scheduler domain rebuild as the above
856  * async_rebuild_sched_domains(), however it directly calls the
857  * rebuild routine synchronously rather than calling it via an
858  * asynchronous work thread.
859  *
860  * This can only be called from code that is not holding
861  * cgroup_mutex (not nested in a cgroup_lock() call.)
862  */
863 void rebuild_sched_domains(void)
864 {
865         do_rebuild_sched_domains(NULL);
866 }
867
868 /**
869  * cpuset_test_cpumask - test a task's cpus_allowed versus its cpuset's
870  * @tsk: task to test
871  * @scan: struct cgroup_scanner contained in its struct cpuset_hotplug_scanner
872  *
873  * Call with cgroup_mutex held.  May take callback_mutex during call.
874  * Called for each task in a cgroup by cgroup_scan_tasks().
875  * Return nonzero if this tasks's cpus_allowed mask should be changed (in other
876  * words, if its mask is not equal to its cpuset's mask).
877  */
878 static int cpuset_test_cpumask(struct task_struct *tsk,
879                                struct cgroup_scanner *scan)
880 {
881         return !cpumask_equal(&tsk->cpus_allowed,
882                         (cgroup_cs(scan->cg))->cpus_allowed);
883 }
884
885 /**
886  * cpuset_change_cpumask - make a task's cpus_allowed the same as its cpuset's
887  * @tsk: task to test
888  * @scan: struct cgroup_scanner containing the cgroup of the task
889  *
890  * Called by cgroup_scan_tasks() for each task in a cgroup whose
891  * cpus_allowed mask needs to be changed.
892  *
893  * We don't need to re-check for the cgroup/cpuset membership, since we're
894  * holding cgroup_lock() at this point.
895  */
896 static void cpuset_change_cpumask(struct task_struct *tsk,
897                                   struct cgroup_scanner *scan)
898 {
899         set_cpus_allowed_ptr(tsk, ((cgroup_cs(scan->cg))->cpus_allowed));
900 }
901
902 /**
903  * update_tasks_cpumask - Update the cpumasks of tasks in the cpuset.
904  * @cs: the cpuset in which each task's cpus_allowed mask needs to be changed
905  * @heap: if NULL, defer allocating heap memory to cgroup_scan_tasks()
906  *
907  * Called with cgroup_mutex held
908  *
909  * The cgroup_scan_tasks() function will scan all the tasks in a cgroup,
910  * calling callback functions for each.
911  *
912  * No return value. It's guaranteed that cgroup_scan_tasks() always returns 0
913  * if @heap != NULL.
914  */
915 static void update_tasks_cpumask(struct cpuset *cs, struct ptr_heap *heap)
916 {
917         struct cgroup_scanner scan;
918
919         scan.cg = cs->css.cgroup;
920         scan.test_task = cpuset_test_cpumask;
921         scan.process_task = cpuset_change_cpumask;
922         scan.heap = heap;
923         cgroup_scan_tasks(&scan);
924 }
925
926 /**
927  * update_cpumask - update the cpus_allowed mask of a cpuset and all tasks in it
928  * @cs: the cpuset to consider
929  * @buf: buffer of cpu numbers written to this cpuset
930  */
931 static int update_cpumask(struct cpuset *cs, struct cpuset *trialcs,
932                           const char *buf)
933 {
934         struct ptr_heap heap;
935         int retval;
936         int is_load_balanced;
937
938         /* top_cpuset.cpus_allowed tracks cpu_online_map; it's read-only */
939         if (cs == &top_cpuset)
940                 return -EACCES;
941
942         /*
943          * An empty cpus_allowed is ok only if the cpuset has no tasks.
944          * Since cpulist_parse() fails on an empty mask, we special case
945          * that parsing.  The validate_change() call ensures that cpusets
946          * with tasks have cpus.
947          */
948         if (!*buf) {
949                 cpumask_clear(trialcs->cpus_allowed);
950         } else {
951                 retval = cpulist_parse(buf, trialcs->cpus_allowed);
952                 if (retval < 0)
953                         return retval;
954
955                 if (!cpumask_subset(trialcs->cpus_allowed, cpu_online_mask))
956                         return -EINVAL;
957         }
958         retval = validate_change(cs, trialcs);
959         if (retval < 0)
960                 return retval;
961
962         /* Nothing to do if the cpus didn't change */
963         if (cpumask_equal(cs->cpus_allowed, trialcs->cpus_allowed))
964                 return 0;
965
966         retval = heap_init(&heap, PAGE_SIZE, GFP_KERNEL, NULL);
967         if (retval)
968                 return retval;
969
970         is_load_balanced = is_sched_load_balance(trialcs);
971
972         mutex_lock(&callback_mutex);
973         cpumask_copy(cs->cpus_allowed, trialcs->cpus_allowed);
974         mutex_unlock(&callback_mutex);
975
976         /*
977          * Scan tasks in the cpuset, and update the cpumasks of any
978          * that need an update.
979          */
980         update_tasks_cpumask(cs, &heap);
981
982         heap_free(&heap);
983
984         if (is_load_balanced)
985                 async_rebuild_sched_domains();
986         return 0;
987 }
988
989 /*
990  * cpuset_migrate_mm
991  *
992  *    Migrate memory region from one set of nodes to another.
993  *
994  *    Temporarilly set tasks mems_allowed to target nodes of migration,
995  *    so that the migration code can allocate pages on these nodes.
996  *
997  *    Call holding cgroup_mutex, so current's cpuset won't change
998  *    during this call, as manage_mutex holds off any cpuset_attach()
999  *    calls.  Therefore we don't need to take task_lock around the
1000  *    call to guarantee_online_mems(), as we know no one is changing
1001  *    our task's cpuset.
1002  *
1003  *    Hold callback_mutex around the two modifications of our tasks
1004  *    mems_allowed to synchronize with cpuset_mems_allowed().
1005  *
1006  *    While the mm_struct we are migrating is typically from some
1007  *    other task, the task_struct mems_allowed that we are hacking
1008  *    is for our current task, which must allocate new pages for that
1009  *    migrating memory region.
1010  *
1011  *    We call cpuset_update_task_memory_state() before hacking
1012  *    our tasks mems_allowed, so that we are assured of being in
1013  *    sync with our tasks cpuset, and in particular, callbacks to
1014  *    cpuset_update_task_memory_state() from nested page allocations
1015  *    won't see any mismatch of our cpuset and task mems_generation
1016  *    values, so won't overwrite our hacked tasks mems_allowed
1017  *    nodemask.
1018  */
1019
1020 static void cpuset_migrate_mm(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1021                                                         const nodemask_t *to)
1022 {
1023         struct task_struct *tsk = current;
1024
1025         cpuset_update_task_memory_state();
1026
1027         mutex_lock(&callback_mutex);
1028         tsk->mems_allowed = *to;
1029         mutex_unlock(&callback_mutex);
1030
1031         do_migrate_pages(mm, from, to, MPOL_MF_MOVE_ALL);
1032
1033         mutex_lock(&callback_mutex);
1034         guarantee_online_mems(task_cs(tsk),&tsk->mems_allowed);
1035         mutex_unlock(&callback_mutex);
1036 }
1037
1038 /*
1039  * Rebind task's vmas to cpuset's new mems_allowed, and migrate pages to new
1040  * nodes if memory_migrate flag is set. Called with cgroup_mutex held.
1041  */
1042 static void cpuset_change_nodemask(struct task_struct *p,
1043                                    struct cgroup_scanner *scan)
1044 {
1045         struct mm_struct *mm;
1046         struct cpuset *cs;
1047         int migrate;
1048         const nodemask_t *oldmem = scan->data;
1049
1050         mm = get_task_mm(p);
1051         if (!mm)
1052                 return;
1053
1054         cs = cgroup_cs(scan->cg);
1055         migrate = is_memory_migrate(cs);
1056
1057         mpol_rebind_mm(mm, &cs->mems_allowed);
1058         if (migrate)
1059                 cpuset_migrate_mm(mm, oldmem, &cs->mems_allowed);
1060         mmput(mm);
1061 }
1062
1063 static void *cpuset_being_rebound;
1064
1065 /**
1066  * update_tasks_nodemask - Update the nodemasks of tasks in the cpuset.
1067  * @cs: the cpuset in which each task's mems_allowed mask needs to be changed
1068  * @oldmem: old mems_allowed of cpuset cs
1069  * @heap: if NULL, defer allocating heap memory to cgroup_scan_tasks()
1070  *
1071  * Called with cgroup_mutex held
1072  * No return value. It's guaranteed that cgroup_scan_tasks() always returns 0
1073  * if @heap != NULL.
1074  */
1075 static void update_tasks_nodemask(struct cpuset *cs, const nodemask_t *oldmem,
1076                                  struct ptr_heap *heap)
1077 {
1078         struct cgroup_scanner scan;
1079
1080         cpuset_being_rebound = cs;              /* causes mpol_dup() rebind */
1081
1082         scan.cg = cs->css.cgroup;
1083         scan.test_task = NULL;
1084         scan.process_task = cpuset_change_nodemask;
1085         scan.heap = heap;
1086         scan.data = (nodemask_t *)oldmem;
1087
1088         /*
1089          * The mpol_rebind_mm() call takes mmap_sem, which we couldn't
1090          * take while holding tasklist_lock.  Forks can happen - the
1091          * mpol_dup() cpuset_being_rebound check will catch such forks,
1092          * and rebind their vma mempolicies too.  Because we still hold
1093          * the global cgroup_mutex, we know that no other rebind effort
1094          * will be contending for the global variable cpuset_being_rebound.
1095          * It's ok if we rebind the same mm twice; mpol_rebind_mm()
1096          * is idempotent.  Also migrate pages in each mm to new nodes.
1097          */
1098         cgroup_scan_tasks(&scan);
1099
1100         /* We're done rebinding vmas to this cpuset's new mems_allowed. */
1101         cpuset_being_rebound = NULL;
1102 }
1103
1104 /*
1105  * Handle user request to change the 'mems' memory placement
1106  * of a cpuset.  Needs to validate the request, update the
1107  * cpusets mems_allowed and mems_generation, and for each
1108  * task in the cpuset, rebind any vma mempolicies and if
1109  * the cpuset is marked 'memory_migrate', migrate the tasks
1110  * pages to the new memory.
1111  *
1112  * Call with cgroup_mutex held.  May take callback_mutex during call.
1113  * Will take tasklist_lock, scan tasklist for tasks in cpuset cs,
1114  * lock each such tasks mm->mmap_sem, scan its vma's and rebind
1115  * their mempolicies to the cpusets new mems_allowed.
1116  */
1117 static int update_nodemask(struct cpuset *cs, struct cpuset *trialcs,
1118                            const char *buf)
1119 {
1120         nodemask_t oldmem;
1121         int retval;
1122         struct ptr_heap heap;
1123
1124         /*
1125          * top_cpuset.mems_allowed tracks node_stats[N_HIGH_MEMORY];
1126          * it's read-only
1127          */
1128         if (cs == &top_cpuset)
1129                 return -EACCES;
1130
1131         /*
1132          * An empty mems_allowed is ok iff there are no tasks in the cpuset.
1133          * Since nodelist_parse() fails on an empty mask, we special case
1134          * that parsing.  The validate_change() call ensures that cpusets
1135          * with tasks have memory.
1136          */
1137         if (!*buf) {
1138                 nodes_clear(trialcs->mems_allowed);
1139         } else {
1140                 retval = nodelist_parse(buf, trialcs->mems_allowed);
1141                 if (retval < 0)
1142                         goto done;
1143
1144                 if (!nodes_subset(trialcs->mems_allowed,
1145                                 node_states[N_HIGH_MEMORY]))
1146                         return -EINVAL;
1147         }
1148         oldmem = cs->mems_allowed;
1149         if (nodes_equal(oldmem, trialcs->mems_allowed)) {
1150                 retval = 0;             /* Too easy - nothing to do */
1151                 goto done;
1152         }
1153         retval = validate_change(cs, trialcs);
1154         if (retval < 0)
1155                 goto done;
1156
1157         retval = heap_init(&heap, PAGE_SIZE, GFP_KERNEL, NULL);
1158         if (retval < 0)
1159                 goto done;
1160
1161         mutex_lock(&callback_mutex);
1162         cs->mems_allowed = trialcs->mems_allowed;
1163         cs->mems_generation = cpuset_mems_generation++;
1164         mutex_unlock(&callback_mutex);
1165
1166         update_tasks_nodemask(cs, &oldmem, &heap);
1167
1168         heap_free(&heap);
1169 done:
1170         return retval;
1171 }
1172
1173 int current_cpuset_is_being_rebound(void)
1174 {
1175         return task_cs(current) == cpuset_being_rebound;
1176 }
1177
1178 static int update_relax_domain_level(struct cpuset *cs, s64 val)
1179 {
1180 #ifdef CONFIG_SMP
1181         if (val < -1 || val >= SD_LV_MAX)
1182                 return -EINVAL;
1183 #endif
1184
1185         if (val != cs->relax_domain_level) {
1186                 cs->relax_domain_level = val;
1187                 if (!cpumask_empty(cs->cpus_allowed) &&
1188                     is_sched_load_balance(cs))
1189                         async_rebuild_sched_domains();
1190         }
1191
1192         return 0;
1193 }
1194
1195 /*
1196  * update_flag - read a 0 or a 1 in a file and update associated flag
1197  * bit:         the bit to update (see cpuset_flagbits_t)
1198  * cs:          the cpuset to update
1199  * turning_on:  whether the flag is being set or cleared
1200  *
1201  * Call with cgroup_mutex held.
1202  */
1203
1204 static int update_flag(cpuset_flagbits_t bit, struct cpuset *cs,
1205                        int turning_on)
1206 {
1207         struct cpuset *trialcs;
1208         int err;
1209         int balance_flag_changed;
1210
1211         trialcs = alloc_trial_cpuset(cs);
1212         if (!trialcs)
1213                 return -ENOMEM;
1214
1215         if (turning_on)
1216                 set_bit(bit, &trialcs->flags);
1217         else
1218                 clear_bit(bit, &trialcs->flags);
1219
1220         err = validate_change(cs, trialcs);
1221         if (err < 0)
1222                 goto out;
1223
1224         balance_flag_changed = (is_sched_load_balance(cs) !=
1225                                 is_sched_load_balance(trialcs));
1226
1227         mutex_lock(&callback_mutex);
1228         cs->flags = trialcs->flags;
1229         mutex_unlock(&callback_mutex);
1230
1231         if (!cpumask_empty(trialcs->cpus_allowed) && balance_flag_changed)
1232                 async_rebuild_sched_domains();
1233
1234 out:
1235         free_trial_cpuset(trialcs);
1236         return err;
1237 }
1238
1239 /*
1240  * Frequency meter - How fast is some event occurring?
1241  *
1242  * These routines manage a digitally filtered, constant time based,
1243  * event frequency meter.  There are four routines:
1244  *   fmeter_init() - initialize a frequency meter.
1245  *   fmeter_markevent() - called each time the event happens.
1246  *   fmeter_getrate() - returns the recent rate of such events.
1247  *   fmeter_update() - internal routine used to update fmeter.
1248  *
1249  * A common data structure is passed to each of these routines,
1250  * which is used to keep track of the state required to manage the
1251  * frequency meter and its digital filter.
1252  *
1253  * The filter works on the number of events marked per unit time.
1254  * The filter is single-pole low-pass recursive (IIR).  The time unit
1255  * is 1 second.  Arithmetic is done using 32-bit integers scaled to
1256  * simulate 3 decimal digits of precision (multiplied by 1000).
1257  *
1258  * With an FM_COEF of 933, and a time base of 1 second, the filter
1259  * has a half-life of 10 seconds, meaning that if the events quit
1260  * happening, then the rate returned from the fmeter_getrate()
1261  * will be cut in half each 10 seconds, until it converges to zero.
1262  *
1263  * It is not worth doing a real infinitely recursive filter.  If more
1264  * than FM_MAXTICKS ticks have elapsed since the last filter event,
1265  * just compute FM_MAXTICKS ticks worth, by which point the level
1266  * will be stable.
1267  *
1268  * Limit the count of unprocessed events to FM_MAXCNT, so as to avoid
1269  * arithmetic overflow in the fmeter_update() routine.
1270  *
1271  * Given the simple 32 bit integer arithmetic used, this meter works
1272  * best for reporting rates between one per millisecond (msec) and
1273  * one per 32 (approx) seconds.  At constant rates faster than one
1274  * per msec it maxes out at values just under 1,000,000.  At constant
1275  * rates between one per msec, and one per second it will stabilize
1276  * to a value N*1000, where N is the rate of events per second.
1277  * At constant rates between one per second and one per 32 seconds,
1278  * it will be choppy, moving up on the seconds that have an event,
1279  * and then decaying until the next event.  At rates slower than
1280  * about one in 32 seconds, it decays all the way back to zero between
1281  * each event.
1282  */
1283
1284 #define FM_COEF 933             /* coefficient for half-life of 10 secs */
1285 #define FM_MAXTICKS ((time_t)99) /* useless computing more ticks than this */
1286 #define FM_MAXCNT 1000000       /* limit cnt to avoid overflow */
1287 #define FM_SCALE 1000           /* faux fixed point scale */
1288
1289 /* Initialize a frequency meter */
1290 static void fmeter_init(struct fmeter *fmp)
1291 {
1292         fmp->cnt = 0;
1293         fmp->val = 0;
1294         fmp->time = 0;
1295         spin_lock_init(&fmp->lock);
1296 }
1297
1298 /* Internal meter update - process cnt events and update value */
1299 static void fmeter_update(struct fmeter *fmp)
1300 {
1301         time_t now = get_seconds();
1302         time_t ticks = now - fmp->time;
1303
1304         if (ticks == 0)
1305                 return;
1306
1307         ticks = min(FM_MAXTICKS, ticks);
1308         while (ticks-- > 0)
1309                 fmp->val = (FM_COEF * fmp->val) / FM_SCALE;
1310         fmp->time = now;
1311
1312         fmp->val += ((FM_SCALE - FM_COEF) * fmp->cnt) / FM_SCALE;
1313         fmp->cnt = 0;
1314 }
1315
1316 /* Process any previous ticks, then bump cnt by one (times scale). */
1317 static void fmeter_markevent(struct fmeter *fmp)
1318 {
1319         spin_lock(&fmp->lock);
1320         fmeter_update(fmp);
1321         fmp->cnt = min(FM_MAXCNT, fmp->cnt + FM_SCALE);
1322         spin_unlock(&fmp->lock);
1323 }
1324
1325 /* Process any previous ticks, then return current value. */
1326 static int fmeter_getrate(struct fmeter *fmp)
1327 {
1328         int val;
1329
1330         spin_lock(&fmp->lock);
1331         fmeter_update(fmp);
1332         val = fmp->val;
1333         spin_unlock(&fmp->lock);
1334         return val;
1335 }
1336
1337 /* Protected by cgroup_lock */
1338 static cpumask_var_t cpus_attach;
1339
1340 /* Called by cgroups to determine if a cpuset is usable; cgroup_mutex held */
1341 static int cpuset_can_attach(struct cgroup_subsys *ss,
1342                              struct cgroup *cont, struct task_struct *tsk)
1343 {
1344         struct cpuset *cs = cgroup_cs(cont);
1345
1346         if (cpumask_empty(cs->cpus_allowed) || nodes_empty(cs->mems_allowed))
1347                 return -ENOSPC;
1348
1349         /*
1350          * Kthreads bound to specific cpus cannot be moved to a new cpuset; we
1351          * cannot change their cpu affinity and isolating such threads by their
1352          * set of allowed nodes is unnecessary.  Thus, cpusets are not
1353          * applicable for such threads.  This prevents checking for success of
1354          * set_cpus_allowed_ptr() on all attached tasks before cpus_allowed may
1355          * be changed.
1356          */
1357         if (tsk->flags & PF_THREAD_BOUND)
1358                 return -EINVAL;
1359
1360         return security_task_setscheduler(tsk, 0, NULL);
1361 }
1362
1363 static void cpuset_attach(struct cgroup_subsys *ss,
1364                           struct cgroup *cont, struct cgroup *oldcont,
1365                           struct task_struct *tsk)
1366 {
1367         nodemask_t from, to;
1368         struct mm_struct *mm;
1369         struct cpuset *cs = cgroup_cs(cont);
1370         struct cpuset *oldcs = cgroup_cs(oldcont);
1371         int err;
1372
1373         if (cs == &top_cpuset) {
1374                 cpumask_copy(cpus_attach, cpu_possible_mask);
1375         } else {
1376                 mutex_lock(&callback_mutex);
1377                 guarantee_online_cpus(cs, cpus_attach);
1378                 mutex_unlock(&callback_mutex);
1379         }
1380         err = set_cpus_allowed_ptr(tsk, cpus_attach);
1381         if (err)
1382                 return;
1383
1384         from = oldcs->mems_allowed;
1385         to = cs->mems_allowed;
1386         mm = get_task_mm(tsk);
1387         if (mm) {
1388                 mpol_rebind_mm(mm, &to);
1389                 if (is_memory_migrate(cs))
1390                         cpuset_migrate_mm(mm, &from, &to);
1391                 mmput(mm);
1392         }
1393 }
1394
1395 /* The various types of files and directories in a cpuset file system */
1396
1397 typedef enum {
1398         FILE_MEMORY_MIGRATE,
1399         FILE_CPULIST,
1400         FILE_MEMLIST,
1401         FILE_CPU_EXCLUSIVE,
1402         FILE_MEM_EXCLUSIVE,
1403         FILE_MEM_HARDWALL,
1404         FILE_SCHED_LOAD_BALANCE,
1405         FILE_SCHED_RELAX_DOMAIN_LEVEL,
1406         FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED,
1407         FILE_MEMORY_PRESSURE,
1408         FILE_SPREAD_PAGE,
1409         FILE_SPREAD_SLAB,
1410 } cpuset_filetype_t;
1411
1412 static int cpuset_write_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft, u64 val)
1413 {
1414         int retval = 0;
1415         struct cpuset *cs = cgroup_cs(cgrp);
1416         cpuset_filetype_t type = cft->private;
1417
1418         if (!cgroup_lock_live_group(cgrp))
1419                 return -ENODEV;
1420
1421         switch (type) {
1422         case FILE_CPU_EXCLUSIVE:
1423                 retval = update_flag(CS_CPU_EXCLUSIVE, cs, val);
1424                 break;
1425         case FILE_MEM_EXCLUSIVE:
1426                 retval = update_flag(CS_MEM_EXCLUSIVE, cs, val);
1427                 break;
1428         case FILE_MEM_HARDWALL:
1429                 retval = update_flag(CS_MEM_HARDWALL, cs, val);
1430                 break;
1431         case FILE_SCHED_LOAD_BALANCE:
1432                 retval = update_flag(CS_SCHED_LOAD_BALANCE, cs, val);
1433                 break;
1434         case FILE_MEMORY_MIGRATE:
1435                 retval = update_flag(CS_MEMORY_MIGRATE, cs, val);
1436                 break;
1437         case FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED:
1438                 cpuset_memory_pressure_enabled = !!val;
1439                 break;
1440         case FILE_MEMORY_PRESSURE:
1441                 retval = -EACCES;
1442                 break;
1443         case FILE_SPREAD_PAGE:
1444                 retval = update_flag(CS_SPREAD_PAGE, cs, val);
1445                 cs->mems_generation = cpuset_mems_generation++;
1446                 break;
1447         case FILE_SPREAD_SLAB:
1448                 retval = update_flag(CS_SPREAD_SLAB, cs, val);
1449                 cs->mems_generation = cpuset_mems_generation++;
1450                 break;
1451         default:
1452                 retval = -EINVAL;
1453                 break;
1454         }
1455         cgroup_unlock();
1456         return retval;
1457 }
1458
1459 static int cpuset_write_s64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft, s64 val)
1460 {
1461         int retval = 0;
1462         struct cpuset *cs = cgroup_cs(cgrp);
1463         cpuset_filetype_t type = cft->private;
1464
1465         if (!cgroup_lock_live_group(cgrp))
1466                 return -ENODEV;
1467
1468         switch (type) {
1469         case FILE_SCHED_RELAX_DOMAIN_LEVEL:
1470                 retval = update_relax_domain_level(cs, val);
1471                 break;
1472         default:
1473                 retval = -EINVAL;
1474                 break;
1475         }
1476         cgroup_unlock();
1477         return retval;
1478 }
1479
1480 /*
1481  * Common handling for a write to a "cpus" or "mems" file.
1482  */
1483 static int cpuset_write_resmask(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
1484                                 const char *buf)
1485 {
1486         int retval = 0;
1487         struct cpuset *cs = cgroup_cs(cgrp);
1488         struct cpuset *trialcs;
1489
1490         if (!cgroup_lock_live_group(cgrp))
1491                 return -ENODEV;
1492
1493         trialcs = alloc_trial_cpuset(cs);
1494         if (!trialcs)
1495                 return -ENOMEM;
1496
1497         switch (cft->private) {
1498         case FILE_CPULIST:
1499                 retval = update_cpumask(cs, trialcs, buf);
1500                 break;
1501         case FILE_MEMLIST:
1502                 retval = update_nodemask(cs, trialcs, buf);
1503                 break;
1504         default:
1505                 retval = -EINVAL;
1506                 break;
1507         }
1508
1509         free_trial_cpuset(trialcs);
1510         cgroup_unlock();
1511         return retval;
1512 }
1513
1514 /*
1515  * These ascii lists should be read in a single call, by using a user
1516  * buffer large enough to hold the entire map.  If read in smaller
1517  * chunks, there is no guarantee of atomicity.  Since the display format
1518  * used, list of ranges of sequential numbers, is variable length,
1519  * and since these maps can change value dynamically, one could read
1520  * gibberish by doing partial reads while a list was changing.
1521  * A single large read to a buffer that crosses a page boundary is
1522  * ok, because the result being copied to user land is not recomputed
1523  * across a page fault.
1524  */
1525
1526 static int cpuset_sprintf_cpulist(char *page, struct cpuset *cs)
1527 {
1528         int ret;
1529
1530         mutex_lock(&callback_mutex);
1531         ret = cpulist_scnprintf(page, PAGE_SIZE, cs->cpus_allowed);
1532         mutex_unlock(&callback_mutex);
1533
1534         return ret;
1535 }
1536
1537 static int cpuset_sprintf_memlist(char *page, struct cpuset *cs)
1538 {
1539         nodemask_t mask;
1540
1541         mutex_lock(&callback_mutex);
1542         mask = cs->mems_allowed;
1543         mutex_unlock(&callback_mutex);
1544
1545         return nodelist_scnprintf(page, PAGE_SIZE, mask);
1546 }
1547
1548 static ssize_t cpuset_common_file_read(struct cgroup *cont,
1549                                        struct cftype *cft,
1550                                        struct file *file,
1551                                        char __user *buf,
1552                                        size_t nbytes, loff_t *ppos)
1553 {
1554         struct cpuset *cs = cgroup_cs(cont);
1555         cpuset_filetype_t type = cft->private;
1556         char *page;
1557         ssize_t retval = 0;
1558         char *s;
1559
1560         if (!(page = (char *)__get_free_page(GFP_TEMPORARY)))
1561                 return -ENOMEM;
1562
1563         s = page;
1564
1565         switch (type) {
1566         case FILE_CPULIST:
1567                 s += cpuset_sprintf_cpulist(s, cs);
1568                 break;
1569         case FILE_MEMLIST:
1570                 s += cpuset_sprintf_memlist(s, cs);
1571                 break;
1572         default:
1573                 retval = -EINVAL;
1574                 goto out;
1575         }
1576         *s++ = '\n';
1577
1578         retval = simple_read_from_buffer(buf, nbytes, ppos, page, s - page);
1579 out:
1580         free_page((unsigned long)page);
1581         return retval;
1582 }
1583
1584 static u64 cpuset_read_u64(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
1585 {
1586         struct cpuset *cs = cgroup_cs(cont);
1587         cpuset_filetype_t type = cft->private;
1588         switch (type) {
1589         case FILE_CPU_EXCLUSIVE:
1590                 return is_cpu_exclusive(cs);
1591         case FILE_MEM_EXCLUSIVE:
1592                 return is_mem_exclusive(cs);
1593         case FILE_MEM_HARDWALL:
1594                 return is_mem_hardwall(cs);
1595         case FILE_SCHED_LOAD_BALANCE:
1596                 return is_sched_load_balance(cs);
1597         case FILE_MEMORY_MIGRATE:
1598                 return is_memory_migrate(cs);
1599         case FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED:
1600                 return cpuset_memory_pressure_enabled;
1601         case FILE_MEMORY_PRESSURE:
1602                 return fmeter_getrate(&cs->fmeter);
1603         case FILE_SPREAD_PAGE:
1604                 return is_spread_page(cs);
1605         case FILE_SPREAD_SLAB:
1606                 return is_spread_slab(cs);
1607         default:
1608                 BUG();
1609         }
1610
1611         /* Unreachable but makes gcc happy */
1612         return 0;
1613 }
1614
1615 static s64 cpuset_read_s64(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
1616 {
1617         struct cpuset *cs = cgroup_cs(cont);
1618         cpuset_filetype_t type = cft->private;
1619         switch (type) {
1620         case FILE_SCHED_RELAX_DOMAIN_LEVEL:
1621                 return cs->relax_domain_level;
1622         default:
1623                 BUG();
1624         }
1625
1626         /* Unrechable but makes gcc happy */
1627         return 0;
1628 }
1629
1630
1631 /*
1632  * for the common functions, 'private' gives the type of file
1633  */
1634
1635 static struct cftype files[] = {
1636         {
1637                 .name = "cpus",
1638                 .read = cpuset_common_file_read,
1639                 .write_string = cpuset_write_resmask,
1640                 .max_write_len = (100U + 6 * NR_CPUS),
1641                 .private = FILE_CPULIST,
1642         },
1643
1644         {
1645                 .name = "mems",
1646                 .read = cpuset_common_file_read,
1647                 .write_string = cpuset_write_resmask,
1648                 .max_write_len = (100U + 6 * MAX_NUMNODES),
1649                 .private = FILE_MEMLIST,
1650         },
1651
1652         {
1653                 .name = "cpu_exclusive",
1654                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1655                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1656                 .private = FILE_CPU_EXCLUSIVE,
1657         },
1658
1659         {
1660                 .name = "mem_exclusive",
1661                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1662                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1663                 .private = FILE_MEM_EXCLUSIVE,
1664         },
1665
1666         {
1667                 .name = "mem_hardwall",
1668                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1669                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1670                 .private = FILE_MEM_HARDWALL,
1671         },
1672
1673         {
1674                 .name = "sched_load_balance",
1675                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1676                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1677                 .private = FILE_SCHED_LOAD_BALANCE,
1678         },
1679
1680         {
1681                 .name = "sched_relax_domain_level",
1682                 .read_s64 = cpuset_read_s64,
1683                 .write_s64 = cpuset_write_s64,
1684                 .private = FILE_SCHED_RELAX_DOMAIN_LEVEL,
1685         },
1686
1687         {
1688                 .name = "memory_migrate",
1689                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1690                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1691                 .private = FILE_MEMORY_MIGRATE,
1692         },
1693
1694         {
1695                 .name = "memory_pressure",
1696                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1697                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1698                 .private = FILE_MEMORY_PRESSURE,
1699                 .mode = S_IRUGO,
1700         },
1701
1702         {
1703                 .name = "memory_spread_page",
1704                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1705                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1706                 .private = FILE_SPREAD_PAGE,
1707         },
1708
1709         {
1710                 .name = "memory_spread_slab",
1711                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1712                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1713                 .private = FILE_SPREAD_SLAB,
1714         },
1715 };
1716
1717 static struct cftype cft_memory_pressure_enabled = {
1718         .name = "memory_pressure_enabled",
1719         .read_u64 = cpuset_read_u64,
1720         .write_u64 = cpuset_write_u64,
1721         .private = FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED,
1722 };
1723
1724 static int cpuset_populate(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cont)
1725 {
1726         int err;
1727
1728         err = cgroup_add_files(cont, ss, files, ARRAY_SIZE(files));
1729         if (err)
1730                 return err;
1731         /* memory_pressure_enabled is in root cpuset only */
1732         if (!cont->parent)
1733                 err = cgroup_add_file(cont, ss,
1734                                       &cft_memory_pressure_enabled);
1735         return err;
1736 }
1737
1738 /*
1739  * post_clone() is called at the end of cgroup_clone().
1740  * 'cgroup' was just created automatically as a result of
1741  * a cgroup_clone(), and the current task is about to
1742  * be moved into 'cgroup'.
1743  *
1744  * Currently we refuse to set up the cgroup - thereby
1745  * refusing the task to be entered, and as a result refusing
1746  * the sys_unshare() or clone() which initiated it - if any
1747  * sibling cpusets have exclusive cpus or mem.
1748  *
1749  * If this becomes a problem for some users who wish to
1750  * allow that scenario, then cpuset_post_clone() could be
1751  * changed to grant parent->cpus_allowed-sibling_cpus_exclusive
1752  * (and likewise for mems) to the new cgroup. Called with cgroup_mutex
1753  * held.
1754  */
1755 static void cpuset_post_clone(struct cgroup_subsys *ss,
1756                               struct cgroup *cgroup)
1757 {
1758         struct cgroup *parent, *child;
1759         struct cpuset *cs, *parent_cs;
1760
1761         parent = cgroup->parent;
1762         list_for_each_entry(child, &parent->children, sibling) {
1763                 cs = cgroup_cs(child);
1764                 if (is_mem_exclusive(cs) || is_cpu_exclusive(cs))
1765                         return;
1766         }
1767         cs = cgroup_cs(cgroup);
1768         parent_cs = cgroup_cs(parent);
1769
1770         cs->mems_allowed = parent_cs->mems_allowed;
1771         cpumask_copy(cs->cpus_allowed, parent_cs->cpus_allowed);
1772         return;
1773 }
1774
1775 /*
1776  *      cpuset_create - create a cpuset
1777  *      ss:     cpuset cgroup subsystem
1778  *      cont:   control group that the new cpuset will be part of
1779  */
1780
1781 static struct cgroup_subsys_state *cpuset_create(
1782         struct cgroup_subsys *ss,
1783         struct cgroup *cont)
1784 {
1785         struct cpuset *cs;
1786         struct cpuset *parent;
1787
1788         if (!cont->parent) {
1789                 /* This is early initialization for the top cgroup */
1790                 top_cpuset.mems_generation = cpuset_mems_generation++;
1791                 return &top_cpuset.css;
1792         }
1793         parent = cgroup_cs(cont->parent);
1794         cs = kmalloc(sizeof(*cs), GFP_KERNEL);
1795         if (!cs)
1796                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1797         if (!alloc_cpumask_var(&cs->cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
1798                 kfree(cs);
1799                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1800         }
1801
1802         cpuset_update_task_memory_state();
1803         cs->flags = 0;
1804         if (is_spread_page(parent))
1805                 set_bit(CS_SPREAD_PAGE, &cs->flags);
1806         if (is_spread_slab(parent))
1807                 set_bit(CS_SPREAD_SLAB, &cs->flags);
1808         set_bit(CS_SCHED_LOAD_BALANCE, &cs->flags);
1809         cpumask_clear(cs->cpus_allowed);
1810         nodes_clear(cs->mems_allowed);
1811         cs->mems_generation = cpuset_mems_generation++;
1812         fmeter_init(&cs->fmeter);
1813         cs->relax_domain_level = -1;
1814
1815         cs->parent = parent;
1816         number_of_cpusets++;
1817         return &cs->css ;
1818 }
1819
1820 /*
1821  * If the cpuset being removed has its flag 'sched_load_balance'
1822  * enabled, then simulate turning sched_load_balance off, which
1823  * will call async_rebuild_sched_domains().
1824  */
1825
1826 static void cpuset_destroy(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cont)
1827 {
1828         struct cpuset *cs = cgroup_cs(cont);
1829
1830         cpuset_update_task_memory_state();
1831
1832         if (is_sched_load_balance(cs))
1833                 update_flag(CS_SCHED_LOAD_BALANCE, cs, 0);
1834
1835         number_of_cpusets--;
1836         free_cpumask_var(cs->cpus_allowed);
1837         kfree(cs);
1838 }
1839
1840 struct cgroup_subsys cpuset_subsys = {
1841         .name = "cpuset",
1842         .create = cpuset_create,
1843         .destroy = cpuset_destroy,
1844         .can_attach = cpuset_can_attach,
1845         .attach = cpuset_attach,
1846         .populate = cpuset_populate,
1847         .post_clone = cpuset_post_clone,
1848         .subsys_id = cpuset_subsys_id,
1849         .early_init = 1,
1850 };
1851
1852 /*
1853  * cpuset_init_early - just enough so that the calls to
1854  * cpuset_update_task_memory_state() in early init code
1855  * are harmless.
1856  */
1857
1858 int __init cpuset_init_early(void)
1859 {
1860         alloc_cpumask_var(&top_cpuset.cpus_allowed, GFP_NOWAIT);
1861
1862         top_cpuset.mems_generation = cpuset_mems_generation++;
1863         return 0;
1864 }
1865
1866
1867 /**
1868  * cpuset_init - initialize cpusets at system boot
1869  *
1870  * Description: Initialize top_cpuset and the cpuset internal file system,
1871  **/
1872
1873 int __init cpuset_init(void)
1874 {
1875         int err = 0;
1876
1877         cpumask_setall(top_cpuset.cpus_allowed);
1878         nodes_setall(top_cpuset.mems_allowed);
1879
1880         fmeter_init(&top_cpuset.fmeter);
1881         top_cpuset.mems_generation = cpuset_mems_generation++;
1882         set_bit(CS_SCHED_LOAD_BALANCE, &top_cpuset.flags);
1883         top_cpuset.relax_domain_level = -1;
1884
1885         err = register_filesystem(&cpuset_fs_type);
1886         if (err < 0)
1887                 return err;
1888
1889         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_attach, GFP_KERNEL))
1890                 BUG();
1891
1892         number_of_cpusets = 1;
1893         return 0;
1894 }
1895
1896 /**
1897  * cpuset_do_move_task - move a given task to another cpuset
1898  * @tsk: pointer to task_struct the task to move
1899  * @scan: struct cgroup_scanner contained in its struct cpuset_hotplug_scanner
1900  *
1901  * Called by cgroup_scan_tasks() for each task in a cgroup.
1902  * Return nonzero to stop the walk through the tasks.
1903  */
1904 static void cpuset_do_move_task(struct task_struct *tsk,
1905                                 struct cgroup_scanner *scan)
1906 {
1907         struct cgroup *new_cgroup = scan->data;
1908
1909         cgroup_attach_task(new_cgroup, tsk);
1910 }
1911
1912 /**
1913  * move_member_tasks_to_cpuset - move tasks from one cpuset to another
1914  * @from: cpuset in which the tasks currently reside
1915  * @to: cpuset to which the tasks will be moved
1916  *
1917  * Called with cgroup_mutex held
1918  * callback_mutex must not be held, as cpuset_attach() will take it.
1919  *
1920  * The cgroup_scan_tasks() function will scan all the tasks in a cgroup,
1921  * calling callback functions for each.
1922  */
1923 static void move_member_tasks_to_cpuset(struct cpuset *from, struct cpuset *to)
1924 {
1925         struct cgroup_scanner scan;
1926
1927         scan.cg = from->css.cgroup;
1928         scan.test_task = NULL; /* select all tasks in cgroup */
1929         scan.process_task = cpuset_do_move_task;
1930         scan.heap = NULL;
1931         scan.data = to->css.cgroup;
1932
1933         if (cgroup_scan_tasks(&scan))
1934                 printk(KERN_ERR "move_member_tasks_to_cpuset: "
1935                                 "cgroup_scan_tasks failed\n");
1936 }
1937
1938 /*
1939  * If CPU and/or memory hotplug handlers, below, unplug any CPUs
1940  * or memory nodes, we need to walk over the cpuset hierarchy,
1941  * removing that CPU or node from all cpusets.  If this removes the
1942  * last CPU or node from a cpuset, then move the tasks in the empty
1943  * cpuset to its next-highest non-empty parent.
1944  *
1945  * Called with cgroup_mutex held
1946  * callback_mutex must not be held, as cpuset_attach() will take it.
1947  */
1948 static void remove_tasks_in_empty_cpuset(struct cpuset *cs)
1949 {
1950         struct cpuset *parent;
1951
1952         /*
1953          * The cgroup's css_sets list is in use if there are tasks
1954          * in the cpuset; the list is empty if there are none;
1955          * the cs->css.refcnt seems always 0.
1956          */
1957         if (list_empty(&cs->css.cgroup->css_sets))
1958                 return;
1959
1960         /*
1961          * Find its next-highest non-empty parent, (top cpuset
1962          * has online cpus, so can't be empty).
1963          */
1964         parent = cs->parent;
1965         while (cpumask_empty(parent->cpus_allowed) ||
1966                         nodes_empty(parent->mems_allowed))
1967                 parent = parent->parent;
1968
1969         move_member_tasks_to_cpuset(cs, parent);
1970 }
1971
1972 /*
1973  * Walk the specified cpuset subtree and look for empty cpusets.
1974  * The tasks of such cpuset must be moved to a parent cpuset.
1975  *
1976  * Called with cgroup_mutex held.  We take callback_mutex to modify
1977  * cpus_allowed and mems_allowed.
1978  *
1979  * This walk processes the tree from top to bottom, completing one layer
1980  * before dropping down to the next.  It always processes a node before
1981  * any of its children.
1982  *
1983  * For now, since we lack memory hot unplug, we'll never see a cpuset
1984  * that has tasks along with an empty 'mems'.  But if we did see such
1985  * a cpuset, we'd handle it just like we do if its 'cpus' was empty.
1986  */
1987 static void scan_for_empty_cpusets(struct cpuset *root)
1988 {
1989         LIST_HEAD(queue);
1990         struct cpuset *cp;      /* scans cpusets being updated */
1991         struct cpuset *child;   /* scans child cpusets of cp */
1992         struct cgroup *cont;
1993         nodemask_t oldmems;
1994
1995         list_add_tail((struct list_head *)&root->stack_list, &queue);
1996
1997         while (!list_empty(&queue)) {
1998                 cp = list_first_entry(&queue, struct cpuset, stack_list);
1999                 list_del(queue.next);
2000                 list_for_each_entry(cont, &cp->css.cgroup->children, sibling) {
2001                         child = cgroup_cs(cont);
2002                         list_add_tail(&child->stack_list, &queue);
2003                 }
2004
2005                 /* Continue past cpusets with all cpus, mems online */
2006                 if (cpumask_subset(cp->cpus_allowed, cpu_online_mask) &&
2007                     nodes_subset(cp->mems_allowed, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
2008                         continue;
2009
2010                 oldmems = cp->mems_allowed;
2011
2012                 /* Remove offline cpus and mems from this cpuset. */
2013                 mutex_lock(&callback_mutex);
2014                 cpumask_and(cp->cpus_allowed, cp->cpus_allowed,
2015                             cpu_online_mask);
2016                 nodes_and(cp->mems_allowed, cp->mems_allowed,
2017                                                 node_states[N_HIGH_MEMORY]);
2018                 mutex_unlock(&callback_mutex);
2019
2020                 /* Move tasks from the empty cpuset to a parent */
2021                 if (cpumask_empty(cp->cpus_allowed) ||
2022                      nodes_empty(cp->mems_allowed))
2023                         remove_tasks_in_empty_cpuset(cp);
2024                 else {
2025                         update_tasks_cpumask(cp, NULL);
2026                         update_tasks_nodemask(cp, &oldmems, NULL);
2027                 }
2028         }
2029 }
2030
2031 /*
2032  * The top_cpuset tracks what CPUs and Memory Nodes are online,
2033  * period.  This is necessary in order to make cpusets transparent
2034  * (of no affect) on systems that are actively using CPU hotplug
2035  * but making no active use of cpusets.
2036  *
2037  * This routine ensures that top_cpuset.cpus_allowed tracks
2038  * cpu_online_map on each CPU hotplug (cpuhp) event.
2039  *
2040  * Called within get_online_cpus().  Needs to call cgroup_lock()
2041  * before calling generate_sched_domains().
2042  */
2043 static int cpuset_track_online_cpus(struct notifier_block *unused_nb,
2044                                 unsigned long phase, void *unused_cpu)
2045 {
2046         struct sched_domain_attr *attr;
2047         struct cpumask *doms;
2048         int ndoms;
2049
2050         switch (phase) {
2051         case CPU_ONLINE:
2052         case CPU_ONLINE_FROZEN:
2053         case CPU_DEAD:
2054         case CPU_DEAD_FROZEN:
2055                 break;
2056
2057         default:
2058                 return NOTIFY_DONE;
2059         }
2060
2061         cgroup_lock();
2062         mutex_lock(&callback_mutex);
2063         cpumask_copy(top_cpuset.cpus_allowed, cpu_online_mask);
2064         mutex_unlock(&callback_mutex);
2065         scan_for_empty_cpusets(&top_cpuset);
2066         ndoms = generate_sched_domains(&doms, &attr);
2067         cgroup_unlock();
2068
2069         /* Have scheduler rebuild the domains */
2070         partition_sched_domains(ndoms, doms, attr);
2071
2072         return NOTIFY_OK;
2073 }
2074
2075 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2076 /*
2077  * Keep top_cpuset.mems_allowed tracking node_states[N_HIGH_MEMORY].
2078  * Call this routine anytime after node_states[N_HIGH_MEMORY] changes.
2079  * See also the previous routine cpuset_track_online_cpus().
2080  */
2081 static int cpuset_track_online_nodes(struct notifier_block *self,
2082                                 unsigned long action, void *arg)
2083 {
2084         cgroup_lock();
2085         switch (action) {
2086         case MEM_ONLINE:
2087         case MEM_OFFLINE:
2088                 mutex_lock(&callback_mutex);
2089                 top_cpuset.mems_allowed = node_states[N_HIGH_MEMORY];
2090                 mutex_unlock(&callback_mutex);
2091                 if (action == MEM_OFFLINE)
2092                         scan_for_empty_cpusets(&top_cpuset);
2093                 break;
2094         default:
2095                 break;
2096         }
2097         cgroup_unlock();
2098         return NOTIFY_OK;
2099 }
2100 #endif
2101
2102 /**
2103  * cpuset_init_smp - initialize cpus_allowed
2104  *
2105  * Description: Finish top cpuset after cpu, node maps are initialized
2106  **/
2107
2108 void __init cpuset_init_smp(void)
2109 {
2110         cpumask_copy(top_cpuset.cpus_allowed, cpu_online_mask);
2111         top_cpuset.mems_allowed = node_states[N_HIGH_MEMORY];
2112
2113         hotcpu_notifier(cpuset_track_online_cpus, 0);
2114         hotplug_memory_notifier(cpuset_track_online_nodes, 10);
2115
2116         cpuset_wq = create_singlethread_workqueue("cpuset");
2117         BUG_ON(!cpuset_wq);
2118 }
2119
2120 /**
2121  * cpuset_cpus_allowed - return cpus_allowed mask from a tasks cpuset.
2122  * @tsk: pointer to task_struct from which to obtain cpuset->cpus_allowed.
2123  * @pmask: pointer to struct cpumask variable to receive cpus_allowed set.
2124  *
2125  * Description: Returns the cpumask_var_t cpus_allowed of the cpuset
2126  * attached to the specified @tsk.  Guaranteed to return some non-empty
2127  * subset of cpu_online_map, even if this means going outside the
2128  * tasks cpuset.
2129  **/
2130
2131 void cpuset_cpus_allowed(struct task_struct *tsk, struct cpumask *pmask)
2132 {
2133         mutex_lock(&callback_mutex);
2134         cpuset_cpus_allowed_locked(tsk, pmask);
2135         mutex_unlock(&callback_mutex);
2136 }
2137
2138 /**
2139  * cpuset_cpus_allowed_locked - return cpus_allowed mask from a tasks cpuset.
2140  * Must be called with callback_mutex held.
2141  **/
2142 void cpuset_cpus_allowed_locked(struct task_struct *tsk, struct cpumask *pmask)
2143 {
2144         task_lock(tsk);
2145         guarantee_online_cpus(task_cs(tsk), pmask);
2146         task_unlock(tsk);
2147 }
2148
2149 void cpuset_init_current_mems_allowed(void)
2150 {
2151         nodes_setall(current->mems_allowed);
2152 }
2153
2154 /**
2155  * cpuset_mems_allowed - return mems_allowed mask from a tasks cpuset.
2156  * @tsk: pointer to task_struct from which to obtain cpuset->mems_allowed.
2157  *
2158  * Description: Returns the nodemask_t mems_allowed of the cpuset
2159  * attached to the specified @tsk.  Guaranteed to return some non-empty
2160  * subset of node_states[N_HIGH_MEMORY], even if this means going outside the
2161  * tasks cpuset.
2162  **/
2163
2164 nodemask_t cpuset_mems_allowed(struct task_struct *tsk)
2165 {
2166         nodemask_t mask;
2167
2168         mutex_lock(&callback_mutex);
2169         task_lock(tsk);
2170         guarantee_online_mems(task_cs(tsk), &mask);
2171         task_unlock(tsk);
2172         mutex_unlock(&callback_mutex);
2173
2174         return mask;
2175 }
2176
2177 /**
2178  * cpuset_nodemask_valid_mems_allowed - check nodemask vs. curremt mems_allowed
2179  * @nodemask: the nodemask to be checked
2180  *
2181  * Are any of the nodes in the nodemask allowed in current->mems_allowed?
2182  */
2183 int cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(nodemask_t *nodemask)
2184 {
2185         return nodes_intersects(*nodemask, current->mems_allowed);
2186 }
2187
2188 /*
2189  * nearest_hardwall_ancestor() - Returns the nearest mem_exclusive or
2190  * mem_hardwall ancestor to the specified cpuset.  Call holding
2191  * callback_mutex.  If no ancestor is mem_exclusive or mem_hardwall
2192  * (an unusual configuration), then returns the root cpuset.
2193  */
2194 static const struct cpuset *nearest_hardwall_ancestor(const struct cpuset *cs)
2195 {
2196         while (!(is_mem_exclusive(cs) || is_mem_hardwall(cs)) && cs->parent)
2197                 cs = cs->parent;
2198         return cs;
2199 }
2200
2201 /**
2202  * cpuset_node_allowed_softwall - Can we allocate on a memory node?
2203  * @node: is this an allowed node?
2204  * @gfp_mask: memory allocation flags
2205  *
2206  * If we're in interrupt, yes, we can always allocate.  If __GFP_THISNODE is
2207  * set, yes, we can always allocate.  If node is in our task's mems_allowed,
2208  * yes.  If it's not a __GFP_HARDWALL request and this node is in the nearest
2209  * hardwalled cpuset ancestor to this task's cpuset, yes.  If the task has been
2210  * OOM killed and has access to memory reserves as specified by the TIF_MEMDIE
2211  * flag, yes.
2212  * Otherwise, no.
2213  *
2214  * If __GFP_HARDWALL is set, cpuset_node_allowed_softwall() reduces to
2215  * cpuset_node_allowed_hardwall().  Otherwise, cpuset_node_allowed_softwall()
2216  * might sleep, and might allow a node from an enclosing cpuset.
2217  *
2218  * cpuset_node_allowed_hardwall() only handles the simpler case of hardwall
2219  * cpusets, and never sleeps.
2220  *
2221  * The __GFP_THISNODE placement logic is really handled elsewhere,
2222  * by forcibly using a zonelist starting at a specified node, and by
2223  * (in get_page_from_freelist()) refusing to consider the zones for
2224  * any node on the zonelist except the first.  By the time any such
2225  * calls get to this routine, we should just shut up and say 'yes'.
2226  *
2227  * GFP_USER allocations are marked with the __GFP_HARDWALL bit,
2228  * and do not allow allocations outside the current tasks cpuset
2229  * unless the task has been OOM killed as is marked TIF_MEMDIE.
2230  * GFP_KERNEL allocations are not so marked, so can escape to the
2231  * nearest enclosing hardwalled ancestor cpuset.
2232  *
2233  * Scanning up parent cpusets requires callback_mutex.  The
2234  * __alloc_pages() routine only calls here with __GFP_HARDWALL bit
2235  * _not_ set if it's a GFP_KERNEL allocation, and all nodes in the
2236  * current tasks mems_allowed came up empty on the first pass over
2237  * the zonelist.  So only GFP_KERNEL allocations, if all nodes in the
2238  * cpuset are short of memory, might require taking the callback_mutex
2239  * mutex.
2240  *
2241  * The first call here from mm/page_alloc:get_page_from_freelist()
2242  * has __GFP_HARDWALL set in gfp_mask, enforcing hardwall cpusets,
2243  * so no allocation on a node outside the cpuset is allowed (unless
2244  * in interrupt, of course).
2245  *
2246  * The second pass through get_page_from_freelist() doesn't even call
2247  * here for GFP_ATOMIC calls.  For those calls, the __alloc_pages()
2248  * variable 'wait' is not set, and the bit ALLOC_CPUSET is not set
2249  * in alloc_flags.  That logic and the checks below have the combined
2250  * affect that:
2251  *      in_interrupt - any node ok (current task context irrelevant)
2252  *      GFP_ATOMIC   - any node ok
2253  *      TIF_MEMDIE   - any node ok
2254  *      GFP_KERNEL   - any node in enclosing hardwalled cpuset ok
2255  *      GFP_USER     - only nodes in current tasks mems allowed ok.
2256  *
2257  * Rule:
2258  *    Don't call cpuset_node_allowed_softwall if you can't sleep, unless you
2259  *    pass in the __GFP_HARDWALL flag set in gfp_flag, which disables
2260  *    the code that might scan up ancestor cpusets and sleep.
2261  */
2262 int __cpuset_node_allowed_softwall(int node, gfp_t gfp_mask)
2263 {
2264         const struct cpuset *cs;        /* current cpuset ancestors */
2265         int allowed;                    /* is allocation in zone z allowed? */
2266
2267         if (in_interrupt() || (gfp_mask & __GFP_THISNODE))
2268                 return 1;
2269         might_sleep_if(!(gfp_mask & __GFP_HARDWALL));
2270         if (node_isset(node, current->mems_allowed))
2271                 return 1;
2272         /*
2273          * Allow tasks that have access to memory reserves because they have
2274          * been OOM killed to get memory anywhere.
2275          */
2276         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
2277                 return 1;
2278         if (gfp_mask & __GFP_HARDWALL)  /* If hardwall request, stop here */
2279                 return 0;
2280
2281         if (current->flags & PF_EXITING) /* Let dying task have memory */
2282                 return 1;
2283
2284         /* Not hardwall and node outside mems_allowed: scan up cpusets */
2285         mutex_lock(&callback_mutex);
2286
2287         task_lock(current);
2288         cs = nearest_hardwall_ancestor(task_cs(current));
2289         task_unlock(current);
2290
2291         allowed = node_isset(node, cs->mems_allowed);
2292         mutex_unlock(&callback_mutex);
2293         return allowed;
2294 }
2295
2296 /*
2297  * cpuset_node_allowed_hardwall - Can we allocate on a memory node?
2298  * @node: is this an allowed node?
2299  * @gfp_mask: memory allocation flags
2300  *
2301  * If we're in interrupt, yes, we can always allocate.  If __GFP_THISNODE is
2302  * set, yes, we can always allocate.  If node is in our task's mems_allowed,
2303  * yes.  If the task has been OOM killed and has access to memory reserves as
2304  * specified by the TIF_MEMDIE flag, yes.
2305  * Otherwise, no.
2306  *
2307  * The __GFP_THISNODE placement logic is really handled elsewhere,
2308  * by forcibly using a zonelist starting at a specified node, and by
2309  * (in get_page_from_freelist()) refusing to consider the zones for
2310  * any node on the zonelist except the first.  By the time any such
2311  * calls get to this routine, we should just shut up and say 'yes'.
2312  *
2313  * Unlike the cpuset_node_allowed_softwall() variant, above,
2314  * this variant requires that the node be in the current task's
2315  * mems_allowed or that we're in interrupt.  It does not scan up the
2316  * cpuset hierarchy for the nearest enclosing mem_exclusive cpuset.
2317  * It never sleeps.
2318  */
2319 int __cpuset_node_allowed_hardwall(int node, gfp_t gfp_mask)
2320 {
2321         if (in_interrupt() || (gfp_mask & __GFP_THISNODE))
2322                 return 1;
2323         if (node_isset(node, current->mems_allowed))
2324                 return 1;
2325         /*
2326          * Allow tasks that have access to memory reserves because they have
2327          * been OOM killed to get memory anywhere.
2328          */
2329         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
2330                 return 1;
2331         return 0;
2332 }
2333
2334 /**
2335  * cpuset_lock - lock out any changes to cpuset structures
2336  *
2337  * The out of memory (oom) code needs to mutex_lock cpusets
2338  * from being changed while it scans the tasklist looking for a
2339  * task in an overlapping cpuset.  Expose callback_mutex via this
2340  * cpuset_lock() routine, so the oom code can lock it, before
2341  * locking the task list.  The tasklist_lock is a spinlock, so
2342  * must be taken inside callback_mutex.
2343  */
2344
2345 void cpuset_lock(void)
2346 {
2347         mutex_lock(&callback_mutex);
2348 }
2349
2350 /**
2351  * cpuset_unlock - release lock on cpuset changes
2352  *
2353  * Undo the lock taken in a previous cpuset_lock() call.
2354  */
2355
2356 void cpuset_unlock(void)
2357 {
2358         mutex_unlock(&callback_mutex);
2359 }
2360
2361 /**
2362  * cpuset_mem_spread_node() - On which node to begin search for a page
2363  *
2364  * If a task is marked PF_SPREAD_PAGE or PF_SPREAD_SLAB (as for
2365  * tasks in a cpuset with is_spread_page or is_spread_slab set),
2366  * and if the memory allocation used cpuset_mem_spread_node()
2367  * to determine on which node to start looking, as it will for
2368  * certain page cache or slab cache pages such as used for file
2369  * system buffers and inode caches, then instead of starting on the
2370  * local node to look for a free page, rather spread the starting
2371  * node around the tasks mems_allowed nodes.
2372  *
2373  * We don't have to worry about the returned node being offline
2374  * because "it can't happen", and even if it did, it would be ok.
2375  *
2376  * The routines calling guarantee_online_mems() are careful to
2377  * only set nodes in task->mems_allowed that are online.  So it
2378  * should not be possible for the following code to return an
2379  * offline node.  But if it did, that would be ok, as this routine
2380  * is not returning the node where the allocation must be, only
2381  * the node where the search should start.  The zonelist passed to
2382  * __alloc_pages() will include all nodes.  If the slab allocator
2383  * is passed an offline node, it will fall back to the local node.
2384  * See kmem_cache_alloc_node().
2385  */
2386
2387 int cpuset_mem_spread_node(void)
2388 {
2389         int node;
2390
2391         node = next_node(current->cpuset_mem_spread_rotor, current->mems_allowed);
2392         if (node == MAX_NUMNODES)
2393                 node = first_node(current->mems_allowed);
2394         current->cpuset_mem_spread_rotor = node;
2395         return node;
2396 }
2397 EXPORT_SYMBOL_GPL(cpuset_mem_spread_node);
2398
2399 /**
2400  * cpuset_mems_allowed_intersects - Does @tsk1's mems_allowed intersect @tsk2's?
2401  * @tsk1: pointer to task_struct of some task.
2402  * @tsk2: pointer to task_struct of some other task.
2403  *
2404  * Description: Return true if @tsk1's mems_allowed intersects the
2405  * mems_allowed of @tsk2.  Used by the OOM killer to determine if
2406  * one of the task's memory usage might impact the memory available
2407  * to the other.
2408  **/
2409
2410 int cpuset_mems_allowed_intersects(const struct task_struct *tsk1,
2411                                    const struct task_struct *tsk2)
2412 {
2413         return nodes_intersects(tsk1->mems_allowed, tsk2->mems_allowed);
2414 }
2415
2416 /**
2417  * cpuset_print_task_mems_allowed - prints task's cpuset and mems_allowed
2418  * @task: pointer to task_struct of some task.
2419  *
2420  * Description: Prints @task's name, cpuset name, and cached copy of its
2421  * mems_allowed to the kernel log.  Must hold task_lock(task) to allow
2422  * dereferencing task_cs(task).
2423  */
2424 void cpuset_print_task_mems_allowed(struct task_struct *tsk)
2425 {
2426         struct dentry *dentry;
2427
2428         dentry = task_cs(tsk)->css.cgroup->dentry;
2429         spin_lock(&cpuset_buffer_lock);
2430         snprintf(cpuset_name, CPUSET_NAME_LEN,
2431                  dentry ? (const char *)dentry->d_name.name : "/");
2432         nodelist_scnprintf(cpuset_nodelist, CPUSET_NODELIST_LEN,
2433                            tsk->mems_allowed);
2434         printk(KERN_INFO "%s cpuset=%s mems_allowed=%s\n",
2435                tsk->comm, cpuset_name, cpuset_nodelist);
2436         spin_unlock(&cpuset_buffer_lock);
2437 }
2438
2439 /*
2440  * Collection of memory_pressure is suppressed unless
2441  * this flag is enabled by writing "1" to the special
2442  * cpuset file 'memory_pressure_enabled' in the root cpuset.
2443  */
2444
2445 int cpuset_memory_pressure_enabled __read_mostly;
2446
2447 /**
2448  * cpuset_memory_pressure_bump - keep stats of per-cpuset reclaims.
2449  *
2450  * Keep a running average of the rate of synchronous (direct)
2451  * page reclaim efforts initiated by tasks in each cpuset.
2452  *
2453  * This represents the rate at which some task in the cpuset
2454  * ran low on memory on all nodes it was allowed to use, and
2455  * had to enter the kernels page reclaim code in an effort to
2456  * create more free memory by tossing clean pages or swapping
2457  * or writing dirty pages.
2458  *
2459  * Display to user space in the per-cpuset read-only file
2460  * "memory_pressure".  Value displayed is an integer
2461  * representing the recent rate of entry into the synchronous
2462  * (direct) page reclaim by any task attached to the cpuset.
2463  **/
2464
2465 void __cpuset_memory_pressure_bump(void)
2466 {
2467         task_lock(current);
2468         fmeter_markevent(&task_cs(current)->fmeter);
2469         task_unlock(current);
2470 }
2471
2472 #ifdef CONFIG_PROC_PID_CPUSET
2473 /*
2474  * proc_cpuset_show()
2475  *  - Print tasks cpuset path into seq_file.
2476  *  - Used for /proc/<pid>/cpuset.
2477  *  - No need to task_lock(tsk) on this tsk->cpuset reference, as it
2478  *    doesn't really matter if tsk->cpuset changes after we read it,
2479  *    and we take cgroup_mutex, keeping cpuset_attach() from changing it
2480  *    anyway.
2481  */
2482 static int proc_cpuset_show(struct seq_file *m, void *unused_v)
2483 {
2484         struct pid *pid;
2485         struct task_struct *tsk;
2486         char *buf;
2487         struct cgroup_subsys_state *css;
2488         int retval;
2489
2490         retval = -ENOMEM;
2491         buf = kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
2492         if (!buf)
2493                 goto out;
2494
2495         retval = -ESRCH;
2496         pid = m->private;
2497         tsk = get_pid_task(pid, PIDTYPE_PID);
2498         if (!tsk)
2499                 goto out_free;
2500
2501         retval = -EINVAL;
2502         cgroup_lock();
2503         css = task_subsys_state(tsk, cpuset_subsys_id);
2504         retval = cgroup_path(css->cgroup, buf, PAGE_SIZE);
2505         if (retval < 0)
2506                 goto out_unlock;
2507         seq_puts(m, buf);
2508         seq_putc(m, '\n');
2509 out_unlock:
2510         cgroup_unlock();
2511         put_task_struct(tsk);
2512 out_free:
2513         kfree(buf);
2514 out:
2515         return retval;
2516 }
2517
2518 static int cpuset_open(struct inode *inode, struct file *file)
2519 {
2520         struct pid *pid = PROC_I(inode)->pid;
2521         return single_open(file, proc_cpuset_show, pid);
2522 }
2523
2524 const struct file_operations proc_cpuset_operations = {
2525         .open           = cpuset_open,
2526         .read           = seq_read,
2527         .llseek         = seq_lseek,
2528         .release        = single_release,
2529 };
2530 #endif /* CONFIG_PROC_PID_CPUSET */
2531
2532 /* Display task cpus_allowed, mems_allowed in /proc/<pid>/status file. */
2533 void cpuset_task_status_allowed(struct seq_file *m, struct task_struct *task)
2534 {
2535         seq_printf(m, "Cpus_allowed:\t");
2536         seq_cpumask(m, &task->cpus_allowed);
2537         seq_printf(m, "\n");
2538         seq_printf(m, "Cpus_allowed_list:\t");
2539         seq_cpumask_list(m, &task->cpus_allowed);
2540         seq_printf(m, "\n");
2541         seq_printf(m, "Mems_allowed:\t");
2542         seq_nodemask(m, &task->mems_allowed);
2543         seq_printf(m, "\n");
2544         seq_printf(m, "Mems_allowed_list:\t");
2545         seq_nodemask_list(m, &task->mems_allowed);
2546         seq_printf(m, "\n");
2547 }