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