[PATCH] cpuset: skip rcu check if task is in root cpuset
[linux-2.6.git] / kernel / cpuset.c
1 /*
2  *  kernel/cpuset.c
3  *
4  *  Processor and Memory placement constraints for sets of tasks.
5  *
6  *  Copyright (C) 2003 BULL SA.
7  *  Copyright (C) 2004 Silicon Graphics, Inc.
8  *
9  *  Portions derived from Patrick Mochel's sysfs code.
10  *  sysfs is Copyright (c) 2001-3 Patrick Mochel
11  *  Portions Copyright (c) 2004 Silicon Graphics, Inc.
12  *
13  *  2003-10-10 Written by Simon Derr <simon.derr@bull.net>
14  *  2003-10-22 Updates by Stephen Hemminger.
15  *  2004 May-July Rework by Paul Jackson <pj@sgi.com>
16  *
17  *  This file is subject to the terms and conditions of the GNU General Public
18  *  License.  See the file COPYING in the main directory of the Linux
19  *  distribution for more details.
20  */
21
22 #include <linux/config.h>
23 #include <linux/cpu.h>
24 #include <linux/cpumask.h>
25 #include <linux/cpuset.h>
26 #include <linux/err.h>
27 #include <linux/errno.h>
28 #include <linux/file.h>
29 #include <linux/fs.h>
30 #include <linux/init.h>
31 #include <linux/interrupt.h>
32 #include <linux/kernel.h>
33 #include <linux/kmod.h>
34 #include <linux/list.h>
35 #include <linux/mempolicy.h>
36 #include <linux/mm.h>
37 #include <linux/module.h>
38 #include <linux/mount.h>
39 #include <linux/namei.h>
40 #include <linux/pagemap.h>
41 #include <linux/proc_fs.h>
42 #include <linux/rcupdate.h>
43 #include <linux/sched.h>
44 #include <linux/seq_file.h>
45 #include <linux/slab.h>
46 #include <linux/smp_lock.h>
47 #include <linux/spinlock.h>
48 #include <linux/stat.h>
49 #include <linux/string.h>
50 #include <linux/time.h>
51 #include <linux/backing-dev.h>
52 #include <linux/sort.h>
53
54 #include <asm/uaccess.h>
55 #include <asm/atomic.h>
56 #include <asm/semaphore.h>
57
58 #define CPUSET_SUPER_MAGIC              0x27e0eb
59
60 /*
61  * Tracks how many cpusets are currently defined in system.
62  * When there is only one cpuset (the root cpuset) we can
63  * short circuit some hooks.
64  */
65 int number_of_cpusets __read_mostly;
66
67 /* See "Frequency meter" comments, below. */
68
69 struct fmeter {
70         int cnt;                /* unprocessed events count */
71         int val;                /* most recent output value */
72         time_t time;            /* clock (secs) when val computed */
73         spinlock_t lock;        /* guards read or write of above */
74 };
75
76 struct cpuset {
77         unsigned long flags;            /* "unsigned long" so bitops work */
78         cpumask_t cpus_allowed;         /* CPUs allowed to tasks in cpuset */
79         nodemask_t mems_allowed;        /* Memory Nodes allowed to tasks */
80
81         /*
82          * Count is atomic so can incr (fork) or decr (exit) without a lock.
83          */
84         atomic_t count;                 /* count tasks using this cpuset */
85
86         /*
87          * We link our 'sibling' struct into our parents 'children'.
88          * Our children link their 'sibling' into our 'children'.
89          */
90         struct list_head sibling;       /* my parents children */
91         struct list_head children;      /* my children */
92
93         struct cpuset *parent;          /* my parent */
94         struct dentry *dentry;          /* cpuset fs entry */
95
96         /*
97          * Copy of global cpuset_mems_generation as of the most
98          * recent time this cpuset changed its mems_allowed.
99          */
100         int mems_generation;
101
102         struct fmeter fmeter;           /* memory_pressure filter */
103 };
104
105 /* bits in struct cpuset flags field */
106 typedef enum {
107         CS_CPU_EXCLUSIVE,
108         CS_MEM_EXCLUSIVE,
109         CS_MEMORY_MIGRATE,
110         CS_REMOVED,
111         CS_NOTIFY_ON_RELEASE
112 } cpuset_flagbits_t;
113
114 /* convenient tests for these bits */
115 static inline int is_cpu_exclusive(const struct cpuset *cs)
116 {
117         return !!test_bit(CS_CPU_EXCLUSIVE, &cs->flags);
118 }
119
120 static inline int is_mem_exclusive(const struct cpuset *cs)
121 {
122         return !!test_bit(CS_MEM_EXCLUSIVE, &cs->flags);
123 }
124
125 static inline int is_removed(const struct cpuset *cs)
126 {
127         return !!test_bit(CS_REMOVED, &cs->flags);
128 }
129
130 static inline int notify_on_release(const struct cpuset *cs)
131 {
132         return !!test_bit(CS_NOTIFY_ON_RELEASE, &cs->flags);
133 }
134
135 static inline int is_memory_migrate(const struct cpuset *cs)
136 {
137         return !!test_bit(CS_MEMORY_MIGRATE, &cs->flags);
138 }
139
140 /*
141  * Increment this atomic integer everytime any cpuset changes its
142  * mems_allowed value.  Users of cpusets can track this generation
143  * number, and avoid having to lock and reload mems_allowed unless
144  * the cpuset they're using changes generation.
145  *
146  * A single, global generation is needed because attach_task() could
147  * reattach a task to a different cpuset, which must not have its
148  * generation numbers aliased with those of that tasks previous cpuset.
149  *
150  * Generations are needed for mems_allowed because one task cannot
151  * modify anothers memory placement.  So we must enable every task,
152  * on every visit to __alloc_pages(), to efficiently check whether
153  * its current->cpuset->mems_allowed has changed, requiring an update
154  * of its current->mems_allowed.
155  */
156 static atomic_t cpuset_mems_generation = ATOMIC_INIT(1);
157
158 static struct cpuset top_cpuset = {
159         .flags = ((1 << CS_CPU_EXCLUSIVE) | (1 << CS_MEM_EXCLUSIVE)),
160         .cpus_allowed = CPU_MASK_ALL,
161         .mems_allowed = NODE_MASK_ALL,
162         .count = ATOMIC_INIT(0),
163         .sibling = LIST_HEAD_INIT(top_cpuset.sibling),
164         .children = LIST_HEAD_INIT(top_cpuset.children),
165 };
166
167 static struct vfsmount *cpuset_mount;
168 static struct super_block *cpuset_sb;
169
170 /*
171  * We have two global cpuset semaphores below.  They can nest.
172  * It is ok to first take manage_sem, then nest callback_sem.  We also
173  * require taking task_lock() when dereferencing a tasks cpuset pointer.
174  * See "The task_lock() exception", at the end of this comment.
175  *
176  * A task must hold both semaphores to modify cpusets.  If a task
177  * holds manage_sem, then it blocks others wanting that semaphore,
178  * ensuring that it is the only task able to also acquire callback_sem
179  * and be able to modify cpusets.  It can perform various checks on
180  * the cpuset structure first, knowing nothing will change.  It can
181  * also allocate memory while just holding manage_sem.  While it is
182  * performing these checks, various callback routines can briefly
183  * acquire callback_sem to query cpusets.  Once it is ready to make
184  * the changes, it takes callback_sem, blocking everyone else.
185  *
186  * Calls to the kernel memory allocator can not be made while holding
187  * callback_sem, as that would risk double tripping on callback_sem
188  * from one of the callbacks into the cpuset code from within
189  * __alloc_pages().
190  *
191  * If a task is only holding callback_sem, then it has read-only
192  * access to cpusets.
193  *
194  * The task_struct fields mems_allowed and mems_generation may only
195  * be accessed in the context of that task, so require no locks.
196  *
197  * Any task can increment and decrement the count field without lock.
198  * So in general, code holding manage_sem or callback_sem can't rely
199  * on the count field not changing.  However, if the count goes to
200  * zero, then only attach_task(), which holds both semaphores, can
201  * increment it again.  Because a count of zero means that no tasks
202  * are currently attached, therefore there is no way a task attached
203  * to that cpuset can fork (the other way to increment the count).
204  * So code holding manage_sem or callback_sem can safely assume that
205  * if the count is zero, it will stay zero.  Similarly, if a task
206  * holds manage_sem or callback_sem on a cpuset with zero count, it
207  * knows that the cpuset won't be removed, as cpuset_rmdir() needs
208  * both of those semaphores.
209  *
210  * A possible optimization to improve parallelism would be to make
211  * callback_sem a R/W semaphore (rwsem), allowing the callback routines
212  * to proceed in parallel, with read access, until the holder of
213  * manage_sem needed to take this rwsem for exclusive write access
214  * and modify some cpusets.
215  *
216  * The cpuset_common_file_write handler for operations that modify
217  * the cpuset hierarchy holds manage_sem across the entire operation,
218  * single threading all such cpuset modifications across the system.
219  *
220  * The cpuset_common_file_read() handlers only hold callback_sem across
221  * small pieces of code, such as when reading out possibly multi-word
222  * cpumasks and nodemasks.
223  *
224  * The fork and exit callbacks cpuset_fork() and cpuset_exit(), don't
225  * (usually) take either semaphore.  These are the two most performance
226  * critical pieces of code here.  The exception occurs on cpuset_exit(),
227  * when a task in a notify_on_release cpuset exits.  Then manage_sem
228  * is taken, and if the cpuset count is zero, a usermode call made
229  * to /sbin/cpuset_release_agent with the name of the cpuset (path
230  * relative to the root of cpuset file system) as the argument.
231  *
232  * A cpuset can only be deleted if both its 'count' of using tasks
233  * is zero, and its list of 'children' cpusets is empty.  Since all
234  * tasks in the system use _some_ cpuset, and since there is always at
235  * least one task in the system (init, pid == 1), therefore, top_cpuset
236  * always has either children cpusets and/or using tasks.  So we don't
237  * need a special hack to ensure that top_cpuset cannot be deleted.
238  *
239  * The above "Tale of Two Semaphores" would be complete, but for:
240  *
241  *      The task_lock() exception
242  *
243  * The need for this exception arises from the action of attach_task(),
244  * which overwrites one tasks cpuset pointer with another.  It does
245  * so using both semaphores, however there are several performance
246  * critical places that need to reference task->cpuset without the
247  * expense of grabbing a system global semaphore.  Therefore except as
248  * noted below, when dereferencing or, as in attach_task(), modifying
249  * a tasks cpuset pointer we use task_lock(), which acts on a spinlock
250  * (task->alloc_lock) already in the task_struct routinely used for
251  * such matters.
252  *
253  * P.S.  One more locking exception.  RCU is used to guard the
254  * update of a tasks cpuset pointer by attach_task() and the
255  * access of task->cpuset->mems_generation via that pointer in
256  * the routine cpuset_update_task_memory_state().
257  */
258
259 static DECLARE_MUTEX(manage_sem);
260 static DECLARE_MUTEX(callback_sem);
261
262 /*
263  * A couple of forward declarations required, due to cyclic reference loop:
264  *  cpuset_mkdir -> cpuset_create -> cpuset_populate_dir -> cpuset_add_file
265  *  -> cpuset_create_file -> cpuset_dir_inode_operations -> cpuset_mkdir.
266  */
267
268 static int cpuset_mkdir(struct inode *dir, struct dentry *dentry, int mode);
269 static int cpuset_rmdir(struct inode *unused_dir, struct dentry *dentry);
270
271 static struct backing_dev_info cpuset_backing_dev_info = {
272         .ra_pages = 0,          /* No readahead */
273         .capabilities   = BDI_CAP_NO_ACCT_DIRTY | BDI_CAP_NO_WRITEBACK,
274 };
275
276 static struct inode *cpuset_new_inode(mode_t mode)
277 {
278         struct inode *inode = new_inode(cpuset_sb);
279
280         if (inode) {
281                 inode->i_mode = mode;
282                 inode->i_uid = current->fsuid;
283                 inode->i_gid = current->fsgid;
284                 inode->i_blksize = PAGE_CACHE_SIZE;
285                 inode->i_blocks = 0;
286                 inode->i_atime = inode->i_mtime = inode->i_ctime = CURRENT_TIME;
287                 inode->i_mapping->backing_dev_info = &cpuset_backing_dev_info;
288         }
289         return inode;
290 }
291
292 static void cpuset_diput(struct dentry *dentry, struct inode *inode)
293 {
294         /* is dentry a directory ? if so, kfree() associated cpuset */
295         if (S_ISDIR(inode->i_mode)) {
296                 struct cpuset *cs = dentry->d_fsdata;
297                 BUG_ON(!(is_removed(cs)));
298                 kfree(cs);
299         }
300         iput(inode);
301 }
302
303 static struct dentry_operations cpuset_dops = {
304         .d_iput = cpuset_diput,
305 };
306
307 static struct dentry *cpuset_get_dentry(struct dentry *parent, const char *name)
308 {
309         struct dentry *d = lookup_one_len(name, parent, strlen(name));
310         if (!IS_ERR(d))
311                 d->d_op = &cpuset_dops;
312         return d;
313 }
314
315 static void remove_dir(struct dentry *d)
316 {
317         struct dentry *parent = dget(d->d_parent);
318
319         d_delete(d);
320         simple_rmdir(parent->d_inode, d);
321         dput(parent);
322 }
323
324 /*
325  * NOTE : the dentry must have been dget()'ed
326  */
327 static void cpuset_d_remove_dir(struct dentry *dentry)
328 {
329         struct list_head *node;
330
331         spin_lock(&dcache_lock);
332         node = dentry->d_subdirs.next;
333         while (node != &dentry->d_subdirs) {
334                 struct dentry *d = list_entry(node, struct dentry, d_child);
335                 list_del_init(node);
336                 if (d->d_inode) {
337                         d = dget_locked(d);
338                         spin_unlock(&dcache_lock);
339                         d_delete(d);
340                         simple_unlink(dentry->d_inode, d);
341                         dput(d);
342                         spin_lock(&dcache_lock);
343                 }
344                 node = dentry->d_subdirs.next;
345         }
346         list_del_init(&dentry->d_child);
347         spin_unlock(&dcache_lock);
348         remove_dir(dentry);
349 }
350
351 static struct super_operations cpuset_ops = {
352         .statfs = simple_statfs,
353         .drop_inode = generic_delete_inode,
354 };
355
356 static int cpuset_fill_super(struct super_block *sb, void *unused_data,
357                                                         int unused_silent)
358 {
359         struct inode *inode;
360         struct dentry *root;
361
362         sb->s_blocksize = PAGE_CACHE_SIZE;
363         sb->s_blocksize_bits = PAGE_CACHE_SHIFT;
364         sb->s_magic = CPUSET_SUPER_MAGIC;
365         sb->s_op = &cpuset_ops;
366         cpuset_sb = sb;
367
368         inode = cpuset_new_inode(S_IFDIR | S_IRUGO | S_IXUGO | S_IWUSR);
369         if (inode) {
370                 inode->i_op = &simple_dir_inode_operations;
371                 inode->i_fop = &simple_dir_operations;
372                 /* directories start off with i_nlink == 2 (for "." entry) */
373                 inode->i_nlink++;
374         } else {
375                 return -ENOMEM;
376         }
377
378         root = d_alloc_root(inode);
379         if (!root) {
380                 iput(inode);
381                 return -ENOMEM;
382         }
383         sb->s_root = root;
384         return 0;
385 }
386
387 static struct super_block *cpuset_get_sb(struct file_system_type *fs_type,
388                                         int flags, const char *unused_dev_name,
389                                         void *data)
390 {
391         return get_sb_single(fs_type, flags, data, cpuset_fill_super);
392 }
393
394 static struct file_system_type cpuset_fs_type = {
395         .name = "cpuset",
396         .get_sb = cpuset_get_sb,
397         .kill_sb = kill_litter_super,
398 };
399
400 /* struct cftype:
401  *
402  * The files in the cpuset filesystem mostly have a very simple read/write
403  * handling, some common function will take care of it. Nevertheless some cases
404  * (read tasks) are special and therefore I define this structure for every
405  * kind of file.
406  *
407  *
408  * When reading/writing to a file:
409  *      - the cpuset to use in file->f_dentry->d_parent->d_fsdata
410  *      - the 'cftype' of the file is file->f_dentry->d_fsdata
411  */
412
413 struct cftype {
414         char *name;
415         int private;
416         int (*open) (struct inode *inode, struct file *file);
417         ssize_t (*read) (struct file *file, char __user *buf, size_t nbytes,
418                                                         loff_t *ppos);
419         int (*write) (struct file *file, const char __user *buf, size_t nbytes,
420                                                         loff_t *ppos);
421         int (*release) (struct inode *inode, struct file *file);
422 };
423
424 static inline struct cpuset *__d_cs(struct dentry *dentry)
425 {
426         return dentry->d_fsdata;
427 }
428
429 static inline struct cftype *__d_cft(struct dentry *dentry)
430 {
431         return dentry->d_fsdata;
432 }
433
434 /*
435  * Call with manage_sem held.  Writes path of cpuset into buf.
436  * Returns 0 on success, -errno on error.
437  */
438
439 static int cpuset_path(const struct cpuset *cs, char *buf, int buflen)
440 {
441         char *start;
442
443         start = buf + buflen;
444
445         *--start = '\0';
446         for (;;) {
447                 int len = cs->dentry->d_name.len;
448                 if ((start -= len) < buf)
449                         return -ENAMETOOLONG;
450                 memcpy(start, cs->dentry->d_name.name, len);
451                 cs = cs->parent;
452                 if (!cs)
453                         break;
454                 if (!cs->parent)
455                         continue;
456                 if (--start < buf)
457                         return -ENAMETOOLONG;
458                 *start = '/';
459         }
460         memmove(buf, start, buf + buflen - start);
461         return 0;
462 }
463
464 /*
465  * Notify userspace when a cpuset is released, by running
466  * /sbin/cpuset_release_agent with the name of the cpuset (path
467  * relative to the root of cpuset file system) as the argument.
468  *
469  * Most likely, this user command will try to rmdir this cpuset.
470  *
471  * This races with the possibility that some other task will be
472  * attached to this cpuset before it is removed, or that some other
473  * user task will 'mkdir' a child cpuset of this cpuset.  That's ok.
474  * The presumed 'rmdir' will fail quietly if this cpuset is no longer
475  * unused, and this cpuset will be reprieved from its death sentence,
476  * to continue to serve a useful existence.  Next time it's released,
477  * we will get notified again, if it still has 'notify_on_release' set.
478  *
479  * The final arg to call_usermodehelper() is 0, which means don't
480  * wait.  The separate /sbin/cpuset_release_agent task is forked by
481  * call_usermodehelper(), then control in this thread returns here,
482  * without waiting for the release agent task.  We don't bother to
483  * wait because the caller of this routine has no use for the exit
484  * status of the /sbin/cpuset_release_agent task, so no sense holding
485  * our caller up for that.
486  *
487  * When we had only one cpuset semaphore, we had to call this
488  * without holding it, to avoid deadlock when call_usermodehelper()
489  * allocated memory.  With two locks, we could now call this while
490  * holding manage_sem, but we still don't, so as to minimize
491  * the time manage_sem is held.
492  */
493
494 static void cpuset_release_agent(const char *pathbuf)
495 {
496         char *argv[3], *envp[3];
497         int i;
498
499         if (!pathbuf)
500                 return;
501
502         i = 0;
503         argv[i++] = "/sbin/cpuset_release_agent";
504         argv[i++] = (char *)pathbuf;
505         argv[i] = NULL;
506
507         i = 0;
508         /* minimal command environment */
509         envp[i++] = "HOME=/";
510         envp[i++] = "PATH=/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin";
511         envp[i] = NULL;
512
513         call_usermodehelper(argv[0], argv, envp, 0);
514         kfree(pathbuf);
515 }
516
517 /*
518  * Either cs->count of using tasks transitioned to zero, or the
519  * cs->children list of child cpusets just became empty.  If this
520  * cs is notify_on_release() and now both the user count is zero and
521  * the list of children is empty, prepare cpuset path in a kmalloc'd
522  * buffer, to be returned via ppathbuf, so that the caller can invoke
523  * cpuset_release_agent() with it later on, once manage_sem is dropped.
524  * Call here with manage_sem held.
525  *
526  * This check_for_release() routine is responsible for kmalloc'ing
527  * pathbuf.  The above cpuset_release_agent() is responsible for
528  * kfree'ing pathbuf.  The caller of these routines is responsible
529  * for providing a pathbuf pointer, initialized to NULL, then
530  * calling check_for_release() with manage_sem held and the address
531  * of the pathbuf pointer, then dropping manage_sem, then calling
532  * cpuset_release_agent() with pathbuf, as set by check_for_release().
533  */
534
535 static void check_for_release(struct cpuset *cs, char **ppathbuf)
536 {
537         if (notify_on_release(cs) && atomic_read(&cs->count) == 0 &&
538             list_empty(&cs->children)) {
539                 char *buf;
540
541                 buf = kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
542                 if (!buf)
543                         return;
544                 if (cpuset_path(cs, buf, PAGE_SIZE) < 0)
545                         kfree(buf);
546                 else
547                         *ppathbuf = buf;
548         }
549 }
550
551 /*
552  * Return in *pmask the portion of a cpusets's cpus_allowed that
553  * are online.  If none are online, walk up the cpuset hierarchy
554  * until we find one that does have some online cpus.  If we get
555  * all the way to the top and still haven't found any online cpus,
556  * return cpu_online_map.  Or if passed a NULL cs from an exit'ing
557  * task, return cpu_online_map.
558  *
559  * One way or another, we guarantee to return some non-empty subset
560  * of cpu_online_map.
561  *
562  * Call with callback_sem held.
563  */
564
565 static void guarantee_online_cpus(const struct cpuset *cs, cpumask_t *pmask)
566 {
567         while (cs && !cpus_intersects(cs->cpus_allowed, cpu_online_map))
568                 cs = cs->parent;
569         if (cs)
570                 cpus_and(*pmask, cs->cpus_allowed, cpu_online_map);
571         else
572                 *pmask = cpu_online_map;
573         BUG_ON(!cpus_intersects(*pmask, cpu_online_map));
574 }
575
576 /*
577  * Return in *pmask the portion of a cpusets's mems_allowed that
578  * are online.  If none are online, walk up the cpuset hierarchy
579  * until we find one that does have some online mems.  If we get
580  * all the way to the top and still haven't found any online mems,
581  * return node_online_map.
582  *
583  * One way or another, we guarantee to return some non-empty subset
584  * of node_online_map.
585  *
586  * Call with callback_sem held.
587  */
588
589 static void guarantee_online_mems(const struct cpuset *cs, nodemask_t *pmask)
590 {
591         while (cs && !nodes_intersects(cs->mems_allowed, node_online_map))
592                 cs = cs->parent;
593         if (cs)
594                 nodes_and(*pmask, cs->mems_allowed, node_online_map);
595         else
596                 *pmask = node_online_map;
597         BUG_ON(!nodes_intersects(*pmask, node_online_map));
598 }
599
600 /**
601  * cpuset_update_task_memory_state - update task memory placement
602  *
603  * If the current tasks cpusets mems_allowed changed behind our
604  * backs, update current->mems_allowed, mems_generation and task NUMA
605  * mempolicy to the new value.
606  *
607  * Task mempolicy is updated by rebinding it relative to the
608  * current->cpuset if a task has its memory placement changed.
609  * Do not call this routine if in_interrupt().
610  *
611  * Call without callback_sem or task_lock() held.  May be called
612  * with or without manage_sem held.  Doesn't need task_lock to guard
613  * against another task changing a non-NULL cpuset pointer to NULL,
614  * as that is only done by a task on itself, and if the current task
615  * is here, it is not simultaneously in the exit code NULL'ing its
616  * cpuset pointer.  This routine also might acquire callback_sem and
617  * current->mm->mmap_sem during call.
618  *
619  * Reading current->cpuset->mems_generation doesn't need task_lock
620  * to guard the current->cpuset derefence, because it is guarded
621  * from concurrent freeing of current->cpuset by attach_task(),
622  * using RCU.
623  *
624  * The rcu_dereference() is technically probably not needed,
625  * as I don't actually mind if I see a new cpuset pointer but
626  * an old value of mems_generation.  However this really only
627  * matters on alpha systems using cpusets heavily.  If I dropped
628  * that rcu_dereference(), it would save them a memory barrier.
629  * For all other arch's, rcu_dereference is a no-op anyway, and for
630  * alpha systems not using cpusets, another planned optimization,
631  * avoiding the rcu critical section for tasks in the root cpuset
632  * which is statically allocated, so can't vanish, will make this
633  * irrelevant.  Better to use RCU as intended, than to engage in
634  * some cute trick to save a memory barrier that is impossible to
635  * test, for alpha systems using cpusets heavily, which might not
636  * even exist.
637  *
638  * This routine is needed to update the per-task mems_allowed data,
639  * within the tasks context, when it is trying to allocate memory
640  * (in various mm/mempolicy.c routines) and notices that some other
641  * task has been modifying its cpuset.
642  */
643
644 void cpuset_update_task_memory_state()
645 {
646         int my_cpusets_mem_gen;
647         struct task_struct *tsk = current;
648         struct cpuset *cs;
649
650         if (tsk->cpuset == &top_cpuset) {
651                 /* Don't need rcu for top_cpuset.  It's never freed. */
652                 my_cpusets_mem_gen = top_cpuset.mems_generation;
653         } else {
654                 rcu_read_lock();
655                 cs = rcu_dereference(tsk->cpuset);
656                 my_cpusets_mem_gen = cs->mems_generation;
657                 rcu_read_unlock();
658         }
659
660         if (my_cpusets_mem_gen != tsk->cpuset_mems_generation) {
661                 down(&callback_sem);
662                 task_lock(tsk);
663                 cs = tsk->cpuset;       /* Maybe changed when task not locked */
664                 guarantee_online_mems(cs, &tsk->mems_allowed);
665                 tsk->cpuset_mems_generation = cs->mems_generation;
666                 task_unlock(tsk);
667                 up(&callback_sem);
668                 mpol_rebind_task(tsk, &tsk->mems_allowed);
669         }
670 }
671
672 /*
673  * is_cpuset_subset(p, q) - Is cpuset p a subset of cpuset q?
674  *
675  * One cpuset is a subset of another if all its allowed CPUs and
676  * Memory Nodes are a subset of the other, and its exclusive flags
677  * are only set if the other's are set.  Call holding manage_sem.
678  */
679
680 static int is_cpuset_subset(const struct cpuset *p, const struct cpuset *q)
681 {
682         return  cpus_subset(p->cpus_allowed, q->cpus_allowed) &&
683                 nodes_subset(p->mems_allowed, q->mems_allowed) &&
684                 is_cpu_exclusive(p) <= is_cpu_exclusive(q) &&
685                 is_mem_exclusive(p) <= is_mem_exclusive(q);
686 }
687
688 /*
689  * validate_change() - Used to validate that any proposed cpuset change
690  *                     follows the structural rules for cpusets.
691  *
692  * If we replaced the flag and mask values of the current cpuset
693  * (cur) with those values in the trial cpuset (trial), would
694  * our various subset and exclusive rules still be valid?  Presumes
695  * manage_sem held.
696  *
697  * 'cur' is the address of an actual, in-use cpuset.  Operations
698  * such as list traversal that depend on the actual address of the
699  * cpuset in the list must use cur below, not trial.
700  *
701  * 'trial' is the address of bulk structure copy of cur, with
702  * perhaps one or more of the fields cpus_allowed, mems_allowed,
703  * or flags changed to new, trial values.
704  *
705  * Return 0 if valid, -errno if not.
706  */
707
708 static int validate_change(const struct cpuset *cur, const struct cpuset *trial)
709 {
710         struct cpuset *c, *par;
711
712         /* Each of our child cpusets must be a subset of us */
713         list_for_each_entry(c, &cur->children, sibling) {
714                 if (!is_cpuset_subset(c, trial))
715                         return -EBUSY;
716         }
717
718         /* Remaining checks don't apply to root cpuset */
719         if ((par = cur->parent) == NULL)
720                 return 0;
721
722         /* We must be a subset of our parent cpuset */
723         if (!is_cpuset_subset(trial, par))
724                 return -EACCES;
725
726         /* If either I or some sibling (!= me) is exclusive, we can't overlap */
727         list_for_each_entry(c, &par->children, sibling) {
728                 if ((is_cpu_exclusive(trial) || is_cpu_exclusive(c)) &&
729                     c != cur &&
730                     cpus_intersects(trial->cpus_allowed, c->cpus_allowed))
731                         return -EINVAL;
732                 if ((is_mem_exclusive(trial) || is_mem_exclusive(c)) &&
733                     c != cur &&
734                     nodes_intersects(trial->mems_allowed, c->mems_allowed))
735                         return -EINVAL;
736         }
737
738         return 0;
739 }
740
741 /*
742  * For a given cpuset cur, partition the system as follows
743  * a. All cpus in the parent cpuset's cpus_allowed that are not part of any
744  *    exclusive child cpusets
745  * b. All cpus in the current cpuset's cpus_allowed that are not part of any
746  *    exclusive child cpusets
747  * Build these two partitions by calling partition_sched_domains
748  *
749  * Call with manage_sem held.  May nest a call to the
750  * lock_cpu_hotplug()/unlock_cpu_hotplug() pair.
751  */
752
753 static void update_cpu_domains(struct cpuset *cur)
754 {
755         struct cpuset *c, *par = cur->parent;
756         cpumask_t pspan, cspan;
757
758         if (par == NULL || cpus_empty(cur->cpus_allowed))
759                 return;
760
761         /*
762          * Get all cpus from parent's cpus_allowed not part of exclusive
763          * children
764          */
765         pspan = par->cpus_allowed;
766         list_for_each_entry(c, &par->children, sibling) {
767                 if (is_cpu_exclusive(c))
768                         cpus_andnot(pspan, pspan, c->cpus_allowed);
769         }
770         if (is_removed(cur) || !is_cpu_exclusive(cur)) {
771                 cpus_or(pspan, pspan, cur->cpus_allowed);
772                 if (cpus_equal(pspan, cur->cpus_allowed))
773                         return;
774                 cspan = CPU_MASK_NONE;
775         } else {
776                 if (cpus_empty(pspan))
777                         return;
778                 cspan = cur->cpus_allowed;
779                 /*
780                  * Get all cpus from current cpuset's cpus_allowed not part
781                  * of exclusive children
782                  */
783                 list_for_each_entry(c, &cur->children, sibling) {
784                         if (is_cpu_exclusive(c))
785                                 cpus_andnot(cspan, cspan, c->cpus_allowed);
786                 }
787         }
788
789         lock_cpu_hotplug();
790         partition_sched_domains(&pspan, &cspan);
791         unlock_cpu_hotplug();
792 }
793
794 /*
795  * Call with manage_sem held.  May take callback_sem during call.
796  */
797
798 static int update_cpumask(struct cpuset *cs, char *buf)
799 {
800         struct cpuset trialcs;
801         int retval, cpus_unchanged;
802
803         trialcs = *cs;
804         retval = cpulist_parse(buf, trialcs.cpus_allowed);
805         if (retval < 0)
806                 return retval;
807         cpus_and(trialcs.cpus_allowed, trialcs.cpus_allowed, cpu_online_map);
808         if (cpus_empty(trialcs.cpus_allowed))
809                 return -ENOSPC;
810         retval = validate_change(cs, &trialcs);
811         if (retval < 0)
812                 return retval;
813         cpus_unchanged = cpus_equal(cs->cpus_allowed, trialcs.cpus_allowed);
814         down(&callback_sem);
815         cs->cpus_allowed = trialcs.cpus_allowed;
816         up(&callback_sem);
817         if (is_cpu_exclusive(cs) && !cpus_unchanged)
818                 update_cpu_domains(cs);
819         return 0;
820 }
821
822 /*
823  * Handle user request to change the 'mems' memory placement
824  * of a cpuset.  Needs to validate the request, update the
825  * cpusets mems_allowed and mems_generation, and for each
826  * task in the cpuset, rebind any vma mempolicies and if
827  * the cpuset is marked 'memory_migrate', migrate the tasks
828  * pages to the new memory.
829  *
830  * Call with manage_sem held.  May take callback_sem during call.
831  * Will take tasklist_lock, scan tasklist for tasks in cpuset cs,
832  * lock each such tasks mm->mmap_sem, scan its vma's and rebind
833  * their mempolicies to the cpusets new mems_allowed.
834  */
835
836 static int update_nodemask(struct cpuset *cs, char *buf)
837 {
838         struct cpuset trialcs;
839         nodemask_t oldmem;
840         struct task_struct *g, *p;
841         struct mm_struct **mmarray;
842         int i, n, ntasks;
843         int migrate;
844         int fudge;
845         int retval;
846
847         trialcs = *cs;
848         retval = nodelist_parse(buf, trialcs.mems_allowed);
849         if (retval < 0)
850                 goto done;
851         nodes_and(trialcs.mems_allowed, trialcs.mems_allowed, node_online_map);
852         oldmem = cs->mems_allowed;
853         if (nodes_equal(oldmem, trialcs.mems_allowed)) {
854                 retval = 0;             /* Too easy - nothing to do */
855                 goto done;
856         }
857         if (nodes_empty(trialcs.mems_allowed)) {
858                 retval = -ENOSPC;
859                 goto done;
860         }
861         retval = validate_change(cs, &trialcs);
862         if (retval < 0)
863                 goto done;
864
865         down(&callback_sem);
866         cs->mems_allowed = trialcs.mems_allowed;
867         atomic_inc(&cpuset_mems_generation);
868         cs->mems_generation = atomic_read(&cpuset_mems_generation);
869         up(&callback_sem);
870
871         set_cpuset_being_rebound(cs);           /* causes mpol_copy() rebind */
872
873         fudge = 10;                             /* spare mmarray[] slots */
874         fudge += cpus_weight(cs->cpus_allowed); /* imagine one fork-bomb/cpu */
875         retval = -ENOMEM;
876
877         /*
878          * Allocate mmarray[] to hold mm reference for each task
879          * in cpuset cs.  Can't kmalloc GFP_KERNEL while holding
880          * tasklist_lock.  We could use GFP_ATOMIC, but with a
881          * few more lines of code, we can retry until we get a big
882          * enough mmarray[] w/o using GFP_ATOMIC.
883          */
884         while (1) {
885                 ntasks = atomic_read(&cs->count);       /* guess */
886                 ntasks += fudge;
887                 mmarray = kmalloc(ntasks * sizeof(*mmarray), GFP_KERNEL);
888                 if (!mmarray)
889                         goto done;
890                 write_lock_irq(&tasklist_lock);         /* block fork */
891                 if (atomic_read(&cs->count) <= ntasks)
892                         break;                          /* got enough */
893                 write_unlock_irq(&tasklist_lock);       /* try again */
894                 kfree(mmarray);
895         }
896
897         n = 0;
898
899         /* Load up mmarray[] with mm reference for each task in cpuset. */
900         do_each_thread(g, p) {
901                 struct mm_struct *mm;
902
903                 if (n >= ntasks) {
904                         printk(KERN_WARNING
905                                 "Cpuset mempolicy rebind incomplete.\n");
906                         continue;
907                 }
908                 if (p->cpuset != cs)
909                         continue;
910                 mm = get_task_mm(p);
911                 if (!mm)
912                         continue;
913                 mmarray[n++] = mm;
914         } while_each_thread(g, p);
915         write_unlock_irq(&tasklist_lock);
916
917         /*
918          * Now that we've dropped the tasklist spinlock, we can
919          * rebind the vma mempolicies of each mm in mmarray[] to their
920          * new cpuset, and release that mm.  The mpol_rebind_mm()
921          * call takes mmap_sem, which we couldn't take while holding
922          * tasklist_lock.  Forks can happen again now - the mpol_copy()
923          * cpuset_being_rebound check will catch such forks, and rebind
924          * their vma mempolicies too.  Because we still hold the global
925          * cpuset manage_sem, we know that no other rebind effort will
926          * be contending for the global variable cpuset_being_rebound.
927          * It's ok if we rebind the same mm twice; mpol_rebind_mm()
928          * is idempotent.  Also migrate pages in each mm to new nodes.
929          */
930         migrate = is_memory_migrate(cs);
931         for (i = 0; i < n; i++) {
932                 struct mm_struct *mm = mmarray[i];
933
934                 mpol_rebind_mm(mm, &cs->mems_allowed);
935                 if (migrate) {
936                         do_migrate_pages(mm, &oldmem, &cs->mems_allowed,
937                                                         MPOL_MF_MOVE_ALL);
938                 }
939                 mmput(mm);
940         }
941
942         /* We're done rebinding vma's to this cpusets new mems_allowed. */
943         kfree(mmarray);
944         set_cpuset_being_rebound(NULL);
945         retval = 0;
946 done:
947         return retval;
948 }
949
950 /*
951  * Call with manage_sem held.
952  */
953
954 static int update_memory_pressure_enabled(struct cpuset *cs, char *buf)
955 {
956         if (simple_strtoul(buf, NULL, 10) != 0)
957                 cpuset_memory_pressure_enabled = 1;
958         else
959                 cpuset_memory_pressure_enabled = 0;
960         return 0;
961 }
962
963 /*
964  * update_flag - read a 0 or a 1 in a file and update associated flag
965  * bit: the bit to update (CS_CPU_EXCLUSIVE, CS_MEM_EXCLUSIVE,
966  *                              CS_NOTIFY_ON_RELEASE, CS_MEMORY_MIGRATE)
967  * cs:  the cpuset to update
968  * buf: the buffer where we read the 0 or 1
969  *
970  * Call with manage_sem held.
971  */
972
973 static int update_flag(cpuset_flagbits_t bit, struct cpuset *cs, char *buf)
974 {
975         int turning_on;
976         struct cpuset trialcs;
977         int err, cpu_exclusive_changed;
978
979         turning_on = (simple_strtoul(buf, NULL, 10) != 0);
980
981         trialcs = *cs;
982         if (turning_on)
983                 set_bit(bit, &trialcs.flags);
984         else
985                 clear_bit(bit, &trialcs.flags);
986
987         err = validate_change(cs, &trialcs);
988         if (err < 0)
989                 return err;
990         cpu_exclusive_changed =
991                 (is_cpu_exclusive(cs) != is_cpu_exclusive(&trialcs));
992         down(&callback_sem);
993         if (turning_on)
994                 set_bit(bit, &cs->flags);
995         else
996                 clear_bit(bit, &cs->flags);
997         up(&callback_sem);
998
999         if (cpu_exclusive_changed)
1000                 update_cpu_domains(cs);
1001         return 0;
1002 }
1003
1004 /*
1005  * Frequency meter - How fast is some event occuring?
1006  *
1007  * These routines manage a digitally filtered, constant time based,
1008  * event frequency meter.  There are four routines:
1009  *   fmeter_init() - initialize a frequency meter.
1010  *   fmeter_markevent() - called each time the event happens.
1011  *   fmeter_getrate() - returns the recent rate of such events.
1012  *   fmeter_update() - internal routine used to update fmeter.
1013  *
1014  * A common data structure is passed to each of these routines,
1015  * which is used to keep track of the state required to manage the
1016  * frequency meter and its digital filter.
1017  *
1018  * The filter works on the number of events marked per unit time.
1019  * The filter is single-pole low-pass recursive (IIR).  The time unit
1020  * is 1 second.  Arithmetic is done using 32-bit integers scaled to
1021  * simulate 3 decimal digits of precision (multiplied by 1000).
1022  *
1023  * With an FM_COEF of 933, and a time base of 1 second, the filter
1024  * has a half-life of 10 seconds, meaning that if the events quit
1025  * happening, then the rate returned from the fmeter_getrate()
1026  * will be cut in half each 10 seconds, until it converges to zero.
1027  *
1028  * It is not worth doing a real infinitely recursive filter.  If more
1029  * than FM_MAXTICKS ticks have elapsed since the last filter event,
1030  * just compute FM_MAXTICKS ticks worth, by which point the level
1031  * will be stable.
1032  *
1033  * Limit the count of unprocessed events to FM_MAXCNT, so as to avoid
1034  * arithmetic overflow in the fmeter_update() routine.
1035  *
1036  * Given the simple 32 bit integer arithmetic used, this meter works
1037  * best for reporting rates between one per millisecond (msec) and
1038  * one per 32 (approx) seconds.  At constant rates faster than one
1039  * per msec it maxes out at values just under 1,000,000.  At constant
1040  * rates between one per msec, and one per second it will stabilize
1041  * to a value N*1000, where N is the rate of events per second.
1042  * At constant rates between one per second and one per 32 seconds,
1043  * it will be choppy, moving up on the seconds that have an event,
1044  * and then decaying until the next event.  At rates slower than
1045  * about one in 32 seconds, it decays all the way back to zero between
1046  * each event.
1047  */
1048
1049 #define FM_COEF 933             /* coefficient for half-life of 10 secs */
1050 #define FM_MAXTICKS ((time_t)99) /* useless computing more ticks than this */
1051 #define FM_MAXCNT 1000000       /* limit cnt to avoid overflow */
1052 #define FM_SCALE 1000           /* faux fixed point scale */
1053
1054 /* Initialize a frequency meter */
1055 static void fmeter_init(struct fmeter *fmp)
1056 {
1057         fmp->cnt = 0;
1058         fmp->val = 0;
1059         fmp->time = 0;
1060         spin_lock_init(&fmp->lock);
1061 }
1062
1063 /* Internal meter update - process cnt events and update value */
1064 static void fmeter_update(struct fmeter *fmp)
1065 {
1066         time_t now = get_seconds();
1067         time_t ticks = now - fmp->time;
1068
1069         if (ticks == 0)
1070                 return;
1071
1072         ticks = min(FM_MAXTICKS, ticks);
1073         while (ticks-- > 0)
1074                 fmp->val = (FM_COEF * fmp->val) / FM_SCALE;
1075         fmp->time = now;
1076
1077         fmp->val += ((FM_SCALE - FM_COEF) * fmp->cnt) / FM_SCALE;
1078         fmp->cnt = 0;
1079 }
1080
1081 /* Process any previous ticks, then bump cnt by one (times scale). */
1082 static void fmeter_markevent(struct fmeter *fmp)
1083 {
1084         spin_lock(&fmp->lock);
1085         fmeter_update(fmp);
1086         fmp->cnt = min(FM_MAXCNT, fmp->cnt + FM_SCALE);
1087         spin_unlock(&fmp->lock);
1088 }
1089
1090 /* Process any previous ticks, then return current value. */
1091 static int fmeter_getrate(struct fmeter *fmp)
1092 {
1093         int val;
1094
1095         spin_lock(&fmp->lock);
1096         fmeter_update(fmp);
1097         val = fmp->val;
1098         spin_unlock(&fmp->lock);
1099         return val;
1100 }
1101
1102 /*
1103  * Attack task specified by pid in 'pidbuf' to cpuset 'cs', possibly
1104  * writing the path of the old cpuset in 'ppathbuf' if it needs to be
1105  * notified on release.
1106  *
1107  * Call holding manage_sem.  May take callback_sem and task_lock of
1108  * the task 'pid' during call.
1109  */
1110
1111 static int attach_task(struct cpuset *cs, char *pidbuf, char **ppathbuf)
1112 {
1113         pid_t pid;
1114         struct task_struct *tsk;
1115         struct cpuset *oldcs;
1116         cpumask_t cpus;
1117         nodemask_t from, to;
1118         struct mm_struct *mm;
1119
1120         if (sscanf(pidbuf, "%d", &pid) != 1)
1121                 return -EIO;
1122         if (cpus_empty(cs->cpus_allowed) || nodes_empty(cs->mems_allowed))
1123                 return -ENOSPC;
1124
1125         if (pid) {
1126                 read_lock(&tasklist_lock);
1127
1128                 tsk = find_task_by_pid(pid);
1129                 if (!tsk || tsk->flags & PF_EXITING) {
1130                         read_unlock(&tasklist_lock);
1131                         return -ESRCH;
1132                 }
1133
1134                 get_task_struct(tsk);
1135                 read_unlock(&tasklist_lock);
1136
1137                 if ((current->euid) && (current->euid != tsk->uid)
1138                     && (current->euid != tsk->suid)) {
1139                         put_task_struct(tsk);
1140                         return -EACCES;
1141                 }
1142         } else {
1143                 tsk = current;
1144                 get_task_struct(tsk);
1145         }
1146
1147         down(&callback_sem);
1148
1149         task_lock(tsk);
1150         oldcs = tsk->cpuset;
1151         if (!oldcs) {
1152                 task_unlock(tsk);
1153                 up(&callback_sem);
1154                 put_task_struct(tsk);
1155                 return -ESRCH;
1156         }
1157         atomic_inc(&cs->count);
1158         rcu_assign_pointer(tsk->cpuset, cs);
1159         task_unlock(tsk);
1160
1161         guarantee_online_cpus(cs, &cpus);
1162         set_cpus_allowed(tsk, cpus);
1163
1164         from = oldcs->mems_allowed;
1165         to = cs->mems_allowed;
1166
1167         up(&callback_sem);
1168
1169         mm = get_task_mm(tsk);
1170         if (mm) {
1171                 mpol_rebind_mm(mm, &to);
1172                 mmput(mm);
1173         }
1174
1175         if (is_memory_migrate(cs))
1176                 do_migrate_pages(tsk->mm, &from, &to, MPOL_MF_MOVE_ALL);
1177         put_task_struct(tsk);
1178         synchronize_rcu();
1179         if (atomic_dec_and_test(&oldcs->count))
1180                 check_for_release(oldcs, ppathbuf);
1181         return 0;
1182 }
1183
1184 /* The various types of files and directories in a cpuset file system */
1185
1186 typedef enum {
1187         FILE_ROOT,
1188         FILE_DIR,
1189         FILE_MEMORY_MIGRATE,
1190         FILE_CPULIST,
1191         FILE_MEMLIST,
1192         FILE_CPU_EXCLUSIVE,
1193         FILE_MEM_EXCLUSIVE,
1194         FILE_NOTIFY_ON_RELEASE,
1195         FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED,
1196         FILE_MEMORY_PRESSURE,
1197         FILE_TASKLIST,
1198 } cpuset_filetype_t;
1199
1200 static ssize_t cpuset_common_file_write(struct file *file, const char __user *userbuf,
1201                                         size_t nbytes, loff_t *unused_ppos)
1202 {
1203         struct cpuset *cs = __d_cs(file->f_dentry->d_parent);
1204         struct cftype *cft = __d_cft(file->f_dentry);
1205         cpuset_filetype_t type = cft->private;
1206         char *buffer;
1207         char *pathbuf = NULL;
1208         int retval = 0;
1209
1210         /* Crude upper limit on largest legitimate cpulist user might write. */
1211         if (nbytes > 100 + 6 * NR_CPUS)
1212                 return -E2BIG;
1213
1214         /* +1 for nul-terminator */
1215         if ((buffer = kmalloc(nbytes + 1, GFP_KERNEL)) == 0)
1216                 return -ENOMEM;
1217
1218         if (copy_from_user(buffer, userbuf, nbytes)) {
1219                 retval = -EFAULT;
1220                 goto out1;
1221         }
1222         buffer[nbytes] = 0;     /* nul-terminate */
1223
1224         down(&manage_sem);
1225
1226         if (is_removed(cs)) {
1227                 retval = -ENODEV;
1228                 goto out2;
1229         }
1230
1231         switch (type) {
1232         case FILE_CPULIST:
1233                 retval = update_cpumask(cs, buffer);
1234                 break;
1235         case FILE_MEMLIST:
1236                 retval = update_nodemask(cs, buffer);
1237                 break;
1238         case FILE_CPU_EXCLUSIVE:
1239                 retval = update_flag(CS_CPU_EXCLUSIVE, cs, buffer);
1240                 break;
1241         case FILE_MEM_EXCLUSIVE:
1242                 retval = update_flag(CS_MEM_EXCLUSIVE, cs, buffer);
1243                 break;
1244         case FILE_NOTIFY_ON_RELEASE:
1245                 retval = update_flag(CS_NOTIFY_ON_RELEASE, cs, buffer);
1246                 break;
1247         case FILE_MEMORY_MIGRATE:
1248                 retval = update_flag(CS_MEMORY_MIGRATE, cs, buffer);
1249                 break;
1250         case FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED:
1251                 retval = update_memory_pressure_enabled(cs, buffer);
1252                 break;
1253         case FILE_MEMORY_PRESSURE:
1254                 retval = -EACCES;
1255                 break;
1256         case FILE_TASKLIST:
1257                 retval = attach_task(cs, buffer, &pathbuf);
1258                 break;
1259         default:
1260                 retval = -EINVAL;
1261                 goto out2;
1262         }
1263
1264         if (retval == 0)
1265                 retval = nbytes;
1266 out2:
1267         up(&manage_sem);
1268         cpuset_release_agent(pathbuf);
1269 out1:
1270         kfree(buffer);
1271         return retval;
1272 }
1273
1274 static ssize_t cpuset_file_write(struct file *file, const char __user *buf,
1275                                                 size_t nbytes, loff_t *ppos)
1276 {
1277         ssize_t retval = 0;
1278         struct cftype *cft = __d_cft(file->f_dentry);
1279         if (!cft)
1280                 return -ENODEV;
1281
1282         /* special function ? */
1283         if (cft->write)
1284                 retval = cft->write(file, buf, nbytes, ppos);
1285         else
1286                 retval = cpuset_common_file_write(file, buf, nbytes, ppos);
1287
1288         return retval;
1289 }
1290
1291 /*
1292  * These ascii lists should be read in a single call, by using a user
1293  * buffer large enough to hold the entire map.  If read in smaller
1294  * chunks, there is no guarantee of atomicity.  Since the display format
1295  * used, list of ranges of sequential numbers, is variable length,
1296  * and since these maps can change value dynamically, one could read
1297  * gibberish by doing partial reads while a list was changing.
1298  * A single large read to a buffer that crosses a page boundary is
1299  * ok, because the result being copied to user land is not recomputed
1300  * across a page fault.
1301  */
1302
1303 static int cpuset_sprintf_cpulist(char *page, struct cpuset *cs)
1304 {
1305         cpumask_t mask;
1306
1307         down(&callback_sem);
1308         mask = cs->cpus_allowed;
1309         up(&callback_sem);
1310
1311         return cpulist_scnprintf(page, PAGE_SIZE, mask);
1312 }
1313
1314 static int cpuset_sprintf_memlist(char *page, struct cpuset *cs)
1315 {
1316         nodemask_t mask;
1317
1318         down(&callback_sem);
1319         mask = cs->mems_allowed;
1320         up(&callback_sem);
1321
1322         return nodelist_scnprintf(page, PAGE_SIZE, mask);
1323 }
1324
1325 static ssize_t cpuset_common_file_read(struct file *file, char __user *buf,
1326                                 size_t nbytes, loff_t *ppos)
1327 {
1328         struct cftype *cft = __d_cft(file->f_dentry);
1329         struct cpuset *cs = __d_cs(file->f_dentry->d_parent);
1330         cpuset_filetype_t type = cft->private;
1331         char *page;
1332         ssize_t retval = 0;
1333         char *s;
1334
1335         if (!(page = (char *)__get_free_page(GFP_KERNEL)))
1336                 return -ENOMEM;
1337
1338         s = page;
1339
1340         switch (type) {
1341         case FILE_CPULIST:
1342                 s += cpuset_sprintf_cpulist(s, cs);
1343                 break;
1344         case FILE_MEMLIST:
1345                 s += cpuset_sprintf_memlist(s, cs);
1346                 break;
1347         case FILE_CPU_EXCLUSIVE:
1348                 *s++ = is_cpu_exclusive(cs) ? '1' : '0';
1349                 break;
1350         case FILE_MEM_EXCLUSIVE:
1351                 *s++ = is_mem_exclusive(cs) ? '1' : '0';
1352                 break;
1353         case FILE_NOTIFY_ON_RELEASE:
1354                 *s++ = notify_on_release(cs) ? '1' : '0';
1355                 break;
1356         case FILE_MEMORY_MIGRATE:
1357                 *s++ = is_memory_migrate(cs) ? '1' : '0';
1358                 break;
1359         case FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED:
1360                 *s++ = cpuset_memory_pressure_enabled ? '1' : '0';
1361                 break;
1362         case FILE_MEMORY_PRESSURE:
1363                 s += sprintf(s, "%d", fmeter_getrate(&cs->fmeter));
1364                 break;
1365         default:
1366                 retval = -EINVAL;
1367                 goto out;
1368         }
1369         *s++ = '\n';
1370
1371         retval = simple_read_from_buffer(buf, nbytes, ppos, page, s - page);
1372 out:
1373         free_page((unsigned long)page);
1374         return retval;
1375 }
1376
1377 static ssize_t cpuset_file_read(struct file *file, char __user *buf, size_t nbytes,
1378                                                                 loff_t *ppos)
1379 {
1380         ssize_t retval = 0;
1381         struct cftype *cft = __d_cft(file->f_dentry);
1382         if (!cft)
1383                 return -ENODEV;
1384
1385         /* special function ? */
1386         if (cft->read)
1387                 retval = cft->read(file, buf, nbytes, ppos);
1388         else
1389                 retval = cpuset_common_file_read(file, buf, nbytes, ppos);
1390
1391         return retval;
1392 }
1393
1394 static int cpuset_file_open(struct inode *inode, struct file *file)
1395 {
1396         int err;
1397         struct cftype *cft;
1398
1399         err = generic_file_open(inode, file);
1400         if (err)
1401                 return err;
1402
1403         cft = __d_cft(file->f_dentry);
1404         if (!cft)
1405                 return -ENODEV;
1406         if (cft->open)
1407                 err = cft->open(inode, file);
1408         else
1409                 err = 0;
1410
1411         return err;
1412 }
1413
1414 static int cpuset_file_release(struct inode *inode, struct file *file)
1415 {
1416         struct cftype *cft = __d_cft(file->f_dentry);
1417         if (cft->release)
1418                 return cft->release(inode, file);
1419         return 0;
1420 }
1421
1422 /*
1423  * cpuset_rename - Only allow simple rename of directories in place.
1424  */
1425 static int cpuset_rename(struct inode *old_dir, struct dentry *old_dentry,
1426                   struct inode *new_dir, struct dentry *new_dentry)
1427 {
1428         if (!S_ISDIR(old_dentry->d_inode->i_mode))
1429                 return -ENOTDIR;
1430         if (new_dentry->d_inode)
1431                 return -EEXIST;
1432         if (old_dir != new_dir)
1433                 return -EIO;
1434         return simple_rename(old_dir, old_dentry, new_dir, new_dentry);
1435 }
1436
1437 static struct file_operations cpuset_file_operations = {
1438         .read = cpuset_file_read,
1439         .write = cpuset_file_write,
1440         .llseek = generic_file_llseek,
1441         .open = cpuset_file_open,
1442         .release = cpuset_file_release,
1443 };
1444
1445 static struct inode_operations cpuset_dir_inode_operations = {
1446         .lookup = simple_lookup,
1447         .mkdir = cpuset_mkdir,
1448         .rmdir = cpuset_rmdir,
1449         .rename = cpuset_rename,
1450 };
1451
1452 static int cpuset_create_file(struct dentry *dentry, int mode)
1453 {
1454         struct inode *inode;
1455
1456         if (!dentry)
1457                 return -ENOENT;
1458         if (dentry->d_inode)
1459                 return -EEXIST;
1460
1461         inode = cpuset_new_inode(mode);
1462         if (!inode)
1463                 return -ENOMEM;
1464
1465         if (S_ISDIR(mode)) {
1466                 inode->i_op = &cpuset_dir_inode_operations;
1467                 inode->i_fop = &simple_dir_operations;
1468
1469                 /* start off with i_nlink == 2 (for "." entry) */
1470                 inode->i_nlink++;
1471         } else if (S_ISREG(mode)) {
1472                 inode->i_size = 0;
1473                 inode->i_fop = &cpuset_file_operations;
1474         }
1475
1476         d_instantiate(dentry, inode);
1477         dget(dentry);   /* Extra count - pin the dentry in core */
1478         return 0;
1479 }
1480
1481 /*
1482  *      cpuset_create_dir - create a directory for an object.
1483  *      cs:     the cpuset we create the directory for.
1484  *              It must have a valid ->parent field
1485  *              And we are going to fill its ->dentry field.
1486  *      name:   The name to give to the cpuset directory. Will be copied.
1487  *      mode:   mode to set on new directory.
1488  */
1489
1490 static int cpuset_create_dir(struct cpuset *cs, const char *name, int mode)
1491 {
1492         struct dentry *dentry = NULL;
1493         struct dentry *parent;
1494         int error = 0;
1495
1496         parent = cs->parent->dentry;
1497         dentry = cpuset_get_dentry(parent, name);
1498         if (IS_ERR(dentry))
1499                 return PTR_ERR(dentry);
1500         error = cpuset_create_file(dentry, S_IFDIR | mode);
1501         if (!error) {
1502                 dentry->d_fsdata = cs;
1503                 parent->d_inode->i_nlink++;
1504                 cs->dentry = dentry;
1505         }
1506         dput(dentry);
1507
1508         return error;
1509 }
1510
1511 static int cpuset_add_file(struct dentry *dir, const struct cftype *cft)
1512 {
1513         struct dentry *dentry;
1514         int error;
1515
1516         down(&dir->d_inode->i_sem);
1517         dentry = cpuset_get_dentry(dir, cft->name);
1518         if (!IS_ERR(dentry)) {
1519                 error = cpuset_create_file(dentry, 0644 | S_IFREG);
1520                 if (!error)
1521                         dentry->d_fsdata = (void *)cft;
1522                 dput(dentry);
1523         } else
1524                 error = PTR_ERR(dentry);
1525         up(&dir->d_inode->i_sem);
1526         return error;
1527 }
1528
1529 /*
1530  * Stuff for reading the 'tasks' file.
1531  *
1532  * Reading this file can return large amounts of data if a cpuset has
1533  * *lots* of attached tasks. So it may need several calls to read(),
1534  * but we cannot guarantee that the information we produce is correct
1535  * unless we produce it entirely atomically.
1536  *
1537  * Upon tasks file open(), a struct ctr_struct is allocated, that
1538  * will have a pointer to an array (also allocated here).  The struct
1539  * ctr_struct * is stored in file->private_data.  Its resources will
1540  * be freed by release() when the file is closed.  The array is used
1541  * to sprintf the PIDs and then used by read().
1542  */
1543
1544 /* cpusets_tasks_read array */
1545
1546 struct ctr_struct {
1547         char *buf;
1548         int bufsz;
1549 };
1550
1551 /*
1552  * Load into 'pidarray' up to 'npids' of the tasks using cpuset 'cs'.
1553  * Return actual number of pids loaded.  No need to task_lock(p)
1554  * when reading out p->cpuset, as we don't really care if it changes
1555  * on the next cycle, and we are not going to try to dereference it.
1556  */
1557 static inline int pid_array_load(pid_t *pidarray, int npids, struct cpuset *cs)
1558 {
1559         int n = 0;
1560         struct task_struct *g, *p;
1561
1562         read_lock(&tasklist_lock);
1563
1564         do_each_thread(g, p) {
1565                 if (p->cpuset == cs) {
1566                         pidarray[n++] = p->pid;
1567                         if (unlikely(n == npids))
1568                                 goto array_full;
1569                 }
1570         } while_each_thread(g, p);
1571
1572 array_full:
1573         read_unlock(&tasklist_lock);
1574         return n;
1575 }
1576
1577 static int cmppid(const void *a, const void *b)
1578 {
1579         return *(pid_t *)a - *(pid_t *)b;
1580 }
1581
1582 /*
1583  * Convert array 'a' of 'npids' pid_t's to a string of newline separated
1584  * decimal pids in 'buf'.  Don't write more than 'sz' chars, but return
1585  * count 'cnt' of how many chars would be written if buf were large enough.
1586  */
1587 static int pid_array_to_buf(char *buf, int sz, pid_t *a, int npids)
1588 {
1589         int cnt = 0;
1590         int i;
1591
1592         for (i = 0; i < npids; i++)
1593                 cnt += snprintf(buf + cnt, max(sz - cnt, 0), "%d\n", a[i]);
1594         return cnt;
1595 }
1596
1597 /*
1598  * Handle an open on 'tasks' file.  Prepare a buffer listing the
1599  * process id's of tasks currently attached to the cpuset being opened.
1600  *
1601  * Does not require any specific cpuset semaphores, and does not take any.
1602  */
1603 static int cpuset_tasks_open(struct inode *unused, struct file *file)
1604 {
1605         struct cpuset *cs = __d_cs(file->f_dentry->d_parent);
1606         struct ctr_struct *ctr;
1607         pid_t *pidarray;
1608         int npids;
1609         char c;
1610
1611         if (!(file->f_mode & FMODE_READ))
1612                 return 0;
1613
1614         ctr = kmalloc(sizeof(*ctr), GFP_KERNEL);
1615         if (!ctr)
1616                 goto err0;
1617
1618         /*
1619          * If cpuset gets more users after we read count, we won't have
1620          * enough space - tough.  This race is indistinguishable to the
1621          * caller from the case that the additional cpuset users didn't
1622          * show up until sometime later on.
1623          */
1624         npids = atomic_read(&cs->count);
1625         pidarray = kmalloc(npids * sizeof(pid_t), GFP_KERNEL);
1626         if (!pidarray)
1627                 goto err1;
1628
1629         npids = pid_array_load(pidarray, npids, cs);
1630         sort(pidarray, npids, sizeof(pid_t), cmppid, NULL);
1631
1632         /* Call pid_array_to_buf() twice, first just to get bufsz */
1633         ctr->bufsz = pid_array_to_buf(&c, sizeof(c), pidarray, npids) + 1;
1634         ctr->buf = kmalloc(ctr->bufsz, GFP_KERNEL);
1635         if (!ctr->buf)
1636                 goto err2;
1637         ctr->bufsz = pid_array_to_buf(ctr->buf, ctr->bufsz, pidarray, npids);
1638
1639         kfree(pidarray);
1640         file->private_data = ctr;
1641         return 0;
1642
1643 err2:
1644         kfree(pidarray);
1645 err1:
1646         kfree(ctr);
1647 err0:
1648         return -ENOMEM;
1649 }
1650
1651 static ssize_t cpuset_tasks_read(struct file *file, char __user *buf,
1652                                                 size_t nbytes, loff_t *ppos)
1653 {
1654         struct ctr_struct *ctr = file->private_data;
1655
1656         if (*ppos + nbytes > ctr->bufsz)
1657                 nbytes = ctr->bufsz - *ppos;
1658         if (copy_to_user(buf, ctr->buf + *ppos, nbytes))
1659                 return -EFAULT;
1660         *ppos += nbytes;
1661         return nbytes;
1662 }
1663
1664 static int cpuset_tasks_release(struct inode *unused_inode, struct file *file)
1665 {
1666         struct ctr_struct *ctr;
1667
1668         if (file->f_mode & FMODE_READ) {
1669                 ctr = file->private_data;
1670                 kfree(ctr->buf);
1671                 kfree(ctr);
1672         }
1673         return 0;
1674 }
1675
1676 /*
1677  * for the common functions, 'private' gives the type of file
1678  */
1679
1680 static struct cftype cft_tasks = {
1681         .name = "tasks",
1682         .open = cpuset_tasks_open,
1683         .read = cpuset_tasks_read,
1684         .release = cpuset_tasks_release,
1685         .private = FILE_TASKLIST,
1686 };
1687
1688 static struct cftype cft_cpus = {
1689         .name = "cpus",
1690         .private = FILE_CPULIST,
1691 };
1692
1693 static struct cftype cft_mems = {
1694         .name = "mems",
1695         .private = FILE_MEMLIST,
1696 };
1697
1698 static struct cftype cft_cpu_exclusive = {
1699         .name = "cpu_exclusive",
1700         .private = FILE_CPU_EXCLUSIVE,
1701 };
1702
1703 static struct cftype cft_mem_exclusive = {
1704         .name = "mem_exclusive",
1705         .private = FILE_MEM_EXCLUSIVE,
1706 };
1707
1708 static struct cftype cft_notify_on_release = {
1709         .name = "notify_on_release",
1710         .private = FILE_NOTIFY_ON_RELEASE,
1711 };
1712
1713 static struct cftype cft_memory_migrate = {
1714         .name = "memory_migrate",
1715         .private = FILE_MEMORY_MIGRATE,
1716 };
1717
1718 static struct cftype cft_memory_pressure_enabled = {
1719         .name = "memory_pressure_enabled",
1720         .private = FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED,
1721 };
1722
1723 static struct cftype cft_memory_pressure = {
1724         .name = "memory_pressure",
1725         .private = FILE_MEMORY_PRESSURE,
1726 };
1727
1728 static int cpuset_populate_dir(struct dentry *cs_dentry)
1729 {
1730         int err;
1731
1732         if ((err = cpuset_add_file(cs_dentry, &cft_cpus)) < 0)
1733                 return err;
1734         if ((err = cpuset_add_file(cs_dentry, &cft_mems)) < 0)
1735                 return err;
1736         if ((err = cpuset_add_file(cs_dentry, &cft_cpu_exclusive)) < 0)
1737                 return err;
1738         if ((err = cpuset_add_file(cs_dentry, &cft_mem_exclusive)) < 0)
1739                 return err;
1740         if ((err = cpuset_add_file(cs_dentry, &cft_notify_on_release)) < 0)
1741                 return err;
1742         if ((err = cpuset_add_file(cs_dentry, &cft_memory_migrate)) < 0)
1743                 return err;
1744         if ((err = cpuset_add_file(cs_dentry, &cft_memory_pressure)) < 0)
1745                 return err;
1746         if ((err = cpuset_add_file(cs_dentry, &cft_tasks)) < 0)
1747                 return err;
1748         return 0;
1749 }
1750
1751 /*
1752  *      cpuset_create - create a cpuset
1753  *      parent: cpuset that will be parent of the new cpuset.
1754  *      name:           name of the new cpuset. Will be strcpy'ed.
1755  *      mode:           mode to set on new inode
1756  *
1757  *      Must be called with the semaphore on the parent inode held
1758  */
1759
1760 static long cpuset_create(struct cpuset *parent, const char *name, int mode)
1761 {
1762         struct cpuset *cs;
1763         int err;
1764
1765         cs = kmalloc(sizeof(*cs), GFP_KERNEL);
1766         if (!cs)
1767                 return -ENOMEM;
1768
1769         down(&manage_sem);
1770         cpuset_update_task_memory_state();
1771         cs->flags = 0;
1772         if (notify_on_release(parent))
1773                 set_bit(CS_NOTIFY_ON_RELEASE, &cs->flags);
1774         cs->cpus_allowed = CPU_MASK_NONE;
1775         cs->mems_allowed = NODE_MASK_NONE;
1776         atomic_set(&cs->count, 0);
1777         INIT_LIST_HEAD(&cs->sibling);
1778         INIT_LIST_HEAD(&cs->children);
1779         atomic_inc(&cpuset_mems_generation);
1780         cs->mems_generation = atomic_read(&cpuset_mems_generation);
1781         fmeter_init(&cs->fmeter);
1782
1783         cs->parent = parent;
1784
1785         down(&callback_sem);
1786         list_add(&cs->sibling, &cs->parent->children);
1787         number_of_cpusets++;
1788         up(&callback_sem);
1789
1790         err = cpuset_create_dir(cs, name, mode);
1791         if (err < 0)
1792                 goto err;
1793
1794         /*
1795          * Release manage_sem before cpuset_populate_dir() because it
1796          * will down() this new directory's i_sem and if we race with
1797          * another mkdir, we might deadlock.
1798          */
1799         up(&manage_sem);
1800
1801         err = cpuset_populate_dir(cs->dentry);
1802         /* If err < 0, we have a half-filled directory - oh well ;) */
1803         return 0;
1804 err:
1805         list_del(&cs->sibling);
1806         up(&manage_sem);
1807         kfree(cs);
1808         return err;
1809 }
1810
1811 static int cpuset_mkdir(struct inode *dir, struct dentry *dentry, int mode)
1812 {
1813         struct cpuset *c_parent = dentry->d_parent->d_fsdata;
1814
1815         /* the vfs holds inode->i_sem already */
1816         return cpuset_create(c_parent, dentry->d_name.name, mode | S_IFDIR);
1817 }
1818
1819 static int cpuset_rmdir(struct inode *unused_dir, struct dentry *dentry)
1820 {
1821         struct cpuset *cs = dentry->d_fsdata;
1822         struct dentry *d;
1823         struct cpuset *parent;
1824         char *pathbuf = NULL;
1825
1826         /* the vfs holds both inode->i_sem already */
1827
1828         down(&manage_sem);
1829         cpuset_update_task_memory_state();
1830         if (atomic_read(&cs->count) > 0) {
1831                 up(&manage_sem);
1832                 return -EBUSY;
1833         }
1834         if (!list_empty(&cs->children)) {
1835                 up(&manage_sem);
1836                 return -EBUSY;
1837         }
1838         parent = cs->parent;
1839         down(&callback_sem);
1840         set_bit(CS_REMOVED, &cs->flags);
1841         if (is_cpu_exclusive(cs))
1842                 update_cpu_domains(cs);
1843         list_del(&cs->sibling); /* delete my sibling from parent->children */
1844         spin_lock(&cs->dentry->d_lock);
1845         d = dget(cs->dentry);
1846         cs->dentry = NULL;
1847         spin_unlock(&d->d_lock);
1848         cpuset_d_remove_dir(d);
1849         dput(d);
1850         number_of_cpusets--;
1851         up(&callback_sem);
1852         if (list_empty(&parent->children))
1853                 check_for_release(parent, &pathbuf);
1854         up(&manage_sem);
1855         cpuset_release_agent(pathbuf);
1856         return 0;
1857 }
1858
1859 /*
1860  * cpuset_init_early - just enough so that the calls to
1861  * cpuset_update_task_memory_state() in early init code
1862  * are harmless.
1863  */
1864
1865 int __init cpuset_init_early(void)
1866 {
1867         struct task_struct *tsk = current;
1868
1869         tsk->cpuset = &top_cpuset;
1870         tsk->cpuset->mems_generation = atomic_read(&cpuset_mems_generation);
1871         return 0;
1872 }
1873
1874 /**
1875  * cpuset_init - initialize cpusets at system boot
1876  *
1877  * Description: Initialize top_cpuset and the cpuset internal file system,
1878  **/
1879
1880 int __init cpuset_init(void)
1881 {
1882         struct dentry *root;
1883         int err;
1884
1885         top_cpuset.cpus_allowed = CPU_MASK_ALL;
1886         top_cpuset.mems_allowed = NODE_MASK_ALL;
1887
1888         fmeter_init(&top_cpuset.fmeter);
1889         atomic_inc(&cpuset_mems_generation);
1890         top_cpuset.mems_generation = atomic_read(&cpuset_mems_generation);
1891
1892         init_task.cpuset = &top_cpuset;
1893
1894         err = register_filesystem(&cpuset_fs_type);
1895         if (err < 0)
1896                 goto out;
1897         cpuset_mount = kern_mount(&cpuset_fs_type);
1898         if (IS_ERR(cpuset_mount)) {
1899                 printk(KERN_ERR "cpuset: could not mount!\n");
1900                 err = PTR_ERR(cpuset_mount);
1901                 cpuset_mount = NULL;
1902                 goto out;
1903         }
1904         root = cpuset_mount->mnt_sb->s_root;
1905         root->d_fsdata = &top_cpuset;
1906         root->d_inode->i_nlink++;
1907         top_cpuset.dentry = root;
1908         root->d_inode->i_op = &cpuset_dir_inode_operations;
1909         number_of_cpusets = 1;
1910         err = cpuset_populate_dir(root);
1911         /* memory_pressure_enabled is in root cpuset only */
1912         if (err == 0)
1913                 err = cpuset_add_file(root, &cft_memory_pressure_enabled);
1914 out:
1915         return err;
1916 }
1917
1918 /**
1919  * cpuset_init_smp - initialize cpus_allowed
1920  *
1921  * Description: Finish top cpuset after cpu, node maps are initialized
1922  **/
1923
1924 void __init cpuset_init_smp(void)
1925 {
1926         top_cpuset.cpus_allowed = cpu_online_map;
1927         top_cpuset.mems_allowed = node_online_map;
1928 }
1929
1930 /**
1931  * cpuset_fork - attach newly forked task to its parents cpuset.
1932  * @tsk: pointer to task_struct of forking parent process.
1933  *
1934  * Description: A task inherits its parent's cpuset at fork().
1935  *
1936  * A pointer to the shared cpuset was automatically copied in fork.c
1937  * by dup_task_struct().  However, we ignore that copy, since it was
1938  * not made under the protection of task_lock(), so might no longer be
1939  * a valid cpuset pointer.  attach_task() might have already changed
1940  * current->cpuset, allowing the previously referenced cpuset to
1941  * be removed and freed.  Instead, we task_lock(current) and copy
1942  * its present value of current->cpuset for our freshly forked child.
1943  *
1944  * At the point that cpuset_fork() is called, 'current' is the parent
1945  * task, and the passed argument 'child' points to the child task.
1946  **/
1947
1948 void cpuset_fork(struct task_struct *child)
1949 {
1950         task_lock(current);
1951         child->cpuset = current->cpuset;
1952         atomic_inc(&child->cpuset->count);
1953         task_unlock(current);
1954 }
1955
1956 /**
1957  * cpuset_exit - detach cpuset from exiting task
1958  * @tsk: pointer to task_struct of exiting process
1959  *
1960  * Description: Detach cpuset from @tsk and release it.
1961  *
1962  * Note that cpusets marked notify_on_release force every task in
1963  * them to take the global manage_sem semaphore when exiting.
1964  * This could impact scaling on very large systems.  Be reluctant to
1965  * use notify_on_release cpusets where very high task exit scaling
1966  * is required on large systems.
1967  *
1968  * Don't even think about derefencing 'cs' after the cpuset use count
1969  * goes to zero, except inside a critical section guarded by manage_sem
1970  * or callback_sem.   Otherwise a zero cpuset use count is a license to
1971  * any other task to nuke the cpuset immediately, via cpuset_rmdir().
1972  *
1973  * This routine has to take manage_sem, not callback_sem, because
1974  * it is holding that semaphore while calling check_for_release(),
1975  * which calls kmalloc(), so can't be called holding callback__sem().
1976  *
1977  * We don't need to task_lock() this reference to tsk->cpuset,
1978  * because tsk is already marked PF_EXITING, so attach_task() won't
1979  * mess with it, or task is a failed fork, never visible to attach_task.
1980  **/
1981
1982 void cpuset_exit(struct task_struct *tsk)
1983 {
1984         struct cpuset *cs;
1985
1986         cs = tsk->cpuset;
1987         tsk->cpuset = NULL;
1988
1989         if (notify_on_release(cs)) {
1990                 char *pathbuf = NULL;
1991
1992                 down(&manage_sem);
1993                 if (atomic_dec_and_test(&cs->count))
1994                         check_for_release(cs, &pathbuf);
1995                 up(&manage_sem);
1996                 cpuset_release_agent(pathbuf);
1997         } else {
1998                 atomic_dec(&cs->count);
1999         }
2000 }
2001
2002 /**
2003  * cpuset_cpus_allowed - return cpus_allowed mask from a tasks cpuset.
2004  * @tsk: pointer to task_struct from which to obtain cpuset->cpus_allowed.
2005  *
2006  * Description: Returns the cpumask_t cpus_allowed of the cpuset
2007  * attached to the specified @tsk.  Guaranteed to return some non-empty
2008  * subset of cpu_online_map, even if this means going outside the
2009  * tasks cpuset.
2010  **/
2011
2012 cpumask_t cpuset_cpus_allowed(struct task_struct *tsk)
2013 {
2014         cpumask_t mask;
2015
2016         down(&callback_sem);
2017         task_lock(tsk);
2018         guarantee_online_cpus(tsk->cpuset, &mask);
2019         task_unlock(tsk);
2020         up(&callback_sem);
2021
2022         return mask;
2023 }
2024
2025 void cpuset_init_current_mems_allowed(void)
2026 {
2027         current->mems_allowed = NODE_MASK_ALL;
2028 }
2029
2030 /**
2031  * cpuset_mems_allowed - return mems_allowed mask from a tasks cpuset.
2032  * @tsk: pointer to task_struct from which to obtain cpuset->mems_allowed.
2033  *
2034  * Description: Returns the nodemask_t mems_allowed of the cpuset
2035  * attached to the specified @tsk.  Guaranteed to return some non-empty
2036  * subset of node_online_map, even if this means going outside the
2037  * tasks cpuset.
2038  **/
2039
2040 nodemask_t cpuset_mems_allowed(struct task_struct *tsk)
2041 {
2042         nodemask_t mask;
2043
2044         down(&callback_sem);
2045         task_lock(tsk);
2046         guarantee_online_mems(tsk->cpuset, &mask);
2047         task_unlock(tsk);
2048         up(&callback_sem);
2049
2050         return mask;
2051 }
2052
2053 /**
2054  * cpuset_zonelist_valid_mems_allowed - check zonelist vs. curremt mems_allowed
2055  * @zl: the zonelist to be checked
2056  *
2057  * Are any of the nodes on zonelist zl allowed in current->mems_allowed?
2058  */
2059 int cpuset_zonelist_valid_mems_allowed(struct zonelist *zl)
2060 {
2061         int i;
2062
2063         for (i = 0; zl->zones[i]; i++) {
2064                 int nid = zl->zones[i]->zone_pgdat->node_id;
2065
2066                 if (node_isset(nid, current->mems_allowed))
2067                         return 1;
2068         }
2069         return 0;
2070 }
2071
2072 /*
2073  * nearest_exclusive_ancestor() - Returns the nearest mem_exclusive
2074  * ancestor to the specified cpuset.  Call holding callback_sem.
2075  * If no ancestor is mem_exclusive (an unusual configuration), then
2076  * returns the root cpuset.
2077  */
2078 static const struct cpuset *nearest_exclusive_ancestor(const struct cpuset *cs)
2079 {
2080         while (!is_mem_exclusive(cs) && cs->parent)
2081                 cs = cs->parent;
2082         return cs;
2083 }
2084
2085 /**
2086  * cpuset_zone_allowed - Can we allocate memory on zone z's memory node?
2087  * @z: is this zone on an allowed node?
2088  * @gfp_mask: memory allocation flags (we use __GFP_HARDWALL)
2089  *
2090  * If we're in interrupt, yes, we can always allocate.  If zone
2091  * z's node is in our tasks mems_allowed, yes.  If it's not a
2092  * __GFP_HARDWALL request and this zone's nodes is in the nearest
2093  * mem_exclusive cpuset ancestor to this tasks cpuset, yes.
2094  * Otherwise, no.
2095  *
2096  * GFP_USER allocations are marked with the __GFP_HARDWALL bit,
2097  * and do not allow allocations outside the current tasks cpuset.
2098  * GFP_KERNEL allocations are not so marked, so can escape to the
2099  * nearest mem_exclusive ancestor cpuset.
2100  *
2101  * Scanning up parent cpusets requires callback_sem.  The __alloc_pages()
2102  * routine only calls here with __GFP_HARDWALL bit _not_ set if
2103  * it's a GFP_KERNEL allocation, and all nodes in the current tasks
2104  * mems_allowed came up empty on the first pass over the zonelist.
2105  * So only GFP_KERNEL allocations, if all nodes in the cpuset are
2106  * short of memory, might require taking the callback_sem semaphore.
2107  *
2108  * The first loop over the zonelist in mm/page_alloc.c:__alloc_pages()
2109  * calls here with __GFP_HARDWALL always set in gfp_mask, enforcing
2110  * hardwall cpusets - no allocation on a node outside the cpuset is
2111  * allowed (unless in interrupt, of course).
2112  *
2113  * The second loop doesn't even call here for GFP_ATOMIC requests
2114  * (if the __alloc_pages() local variable 'wait' is set).  That check
2115  * and the checks below have the combined affect in the second loop of
2116  * the __alloc_pages() routine that:
2117  *      in_interrupt - any node ok (current task context irrelevant)
2118  *      GFP_ATOMIC   - any node ok
2119  *      GFP_KERNEL   - any node in enclosing mem_exclusive cpuset ok
2120  *      GFP_USER     - only nodes in current tasks mems allowed ok.
2121  **/
2122
2123 int __cpuset_zone_allowed(struct zone *z, gfp_t gfp_mask)
2124 {
2125         int node;                       /* node that zone z is on */
2126         const struct cpuset *cs;        /* current cpuset ancestors */
2127         int allowed = 1;                /* is allocation in zone z allowed? */
2128
2129         if (in_interrupt())
2130                 return 1;
2131         node = z->zone_pgdat->node_id;
2132         if (node_isset(node, current->mems_allowed))
2133                 return 1;
2134         if (gfp_mask & __GFP_HARDWALL)  /* If hardwall request, stop here */
2135                 return 0;
2136
2137         if (current->flags & PF_EXITING) /* Let dying task have memory */
2138                 return 1;
2139
2140         /* Not hardwall and node outside mems_allowed: scan up cpusets */
2141         down(&callback_sem);
2142
2143         task_lock(current);
2144         cs = nearest_exclusive_ancestor(current->cpuset);
2145         task_unlock(current);
2146
2147         allowed = node_isset(node, cs->mems_allowed);
2148         up(&callback_sem);
2149         return allowed;
2150 }
2151
2152 /**
2153  * cpuset_excl_nodes_overlap - Do we overlap @p's mem_exclusive ancestors?
2154  * @p: pointer to task_struct of some other task.
2155  *
2156  * Description: Return true if the nearest mem_exclusive ancestor
2157  * cpusets of tasks @p and current overlap.  Used by oom killer to
2158  * determine if task @p's memory usage might impact the memory
2159  * available to the current task.
2160  *
2161  * Acquires callback_sem - not suitable for calling from a fast path.
2162  **/
2163
2164 int cpuset_excl_nodes_overlap(const struct task_struct *p)
2165 {
2166         const struct cpuset *cs1, *cs2; /* my and p's cpuset ancestors */
2167         int overlap = 0;                /* do cpusets overlap? */
2168
2169         down(&callback_sem);
2170
2171         task_lock(current);
2172         if (current->flags & PF_EXITING) {
2173                 task_unlock(current);
2174                 goto done;
2175         }
2176         cs1 = nearest_exclusive_ancestor(current->cpuset);
2177         task_unlock(current);
2178
2179         task_lock((struct task_struct *)p);
2180         if (p->flags & PF_EXITING) {
2181                 task_unlock((struct task_struct *)p);
2182                 goto done;
2183         }
2184         cs2 = nearest_exclusive_ancestor(p->cpuset);
2185         task_unlock((struct task_struct *)p);
2186
2187         overlap = nodes_intersects(cs1->mems_allowed, cs2->mems_allowed);
2188 done:
2189         up(&callback_sem);
2190
2191         return overlap;
2192 }
2193
2194 /*
2195  * Collection of memory_pressure is suppressed unless
2196  * this flag is enabled by writing "1" to the special
2197  * cpuset file 'memory_pressure_enabled' in the root cpuset.
2198  */
2199
2200 int cpuset_memory_pressure_enabled __read_mostly;
2201
2202 /**
2203  * cpuset_memory_pressure_bump - keep stats of per-cpuset reclaims.
2204  *
2205  * Keep a running average of the rate of synchronous (direct)
2206  * page reclaim efforts initiated by tasks in each cpuset.
2207  *
2208  * This represents the rate at which some task in the cpuset
2209  * ran low on memory on all nodes it was allowed to use, and
2210  * had to enter the kernels page reclaim code in an effort to
2211  * create more free memory by tossing clean pages or swapping
2212  * or writing dirty pages.
2213  *
2214  * Display to user space in the per-cpuset read-only file
2215  * "memory_pressure".  Value displayed is an integer
2216  * representing the recent rate of entry into the synchronous
2217  * (direct) page reclaim by any task attached to the cpuset.
2218  **/
2219
2220 void __cpuset_memory_pressure_bump(void)
2221 {
2222         struct cpuset *cs;
2223
2224         task_lock(current);
2225         cs = current->cpuset;
2226         fmeter_markevent(&cs->fmeter);
2227         task_unlock(current);
2228 }
2229
2230 /*
2231  * proc_cpuset_show()
2232  *  - Print tasks cpuset path into seq_file.
2233  *  - Used for /proc/<pid>/cpuset.
2234  *  - No need to task_lock(tsk) on this tsk->cpuset reference, as it
2235  *    doesn't really matter if tsk->cpuset changes after we read it,
2236  *    and we take manage_sem, keeping attach_task() from changing it
2237  *    anyway.
2238  */
2239
2240 static int proc_cpuset_show(struct seq_file *m, void *v)
2241 {
2242         struct cpuset *cs;
2243         struct task_struct *tsk;
2244         char *buf;
2245         int retval = 0;
2246
2247         buf = kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
2248         if (!buf)
2249                 return -ENOMEM;
2250
2251         tsk = m->private;
2252         down(&manage_sem);
2253         cs = tsk->cpuset;
2254         if (!cs) {
2255                 retval = -EINVAL;
2256                 goto out;
2257         }
2258
2259         retval = cpuset_path(cs, buf, PAGE_SIZE);
2260         if (retval < 0)
2261                 goto out;
2262         seq_puts(m, buf);
2263         seq_putc(m, '\n');
2264 out:
2265         up(&manage_sem);
2266         kfree(buf);
2267         return retval;
2268 }
2269
2270 static int cpuset_open(struct inode *inode, struct file *file)
2271 {
2272         struct task_struct *tsk = PROC_I(inode)->task;
2273         return single_open(file, proc_cpuset_show, tsk);
2274 }
2275
2276 struct file_operations proc_cpuset_operations = {
2277         .open           = cpuset_open,
2278         .read           = seq_read,
2279         .llseek         = seq_lseek,
2280         .release        = single_release,
2281 };
2282
2283 /* Display task cpus_allowed, mems_allowed in /proc/<pid>/status file. */
2284 char *cpuset_task_status_allowed(struct task_struct *task, char *buffer)
2285 {
2286         buffer += sprintf(buffer, "Cpus_allowed:\t");
2287         buffer += cpumask_scnprintf(buffer, PAGE_SIZE, task->cpus_allowed);
2288         buffer += sprintf(buffer, "\n");
2289         buffer += sprintf(buffer, "Mems_allowed:\t");
2290         buffer += nodemask_scnprintf(buffer, PAGE_SIZE, task->mems_allowed);
2291         buffer += sprintf(buffer, "\n");
2292         return buffer;
2293 }