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