[PATCH] VFS: Permit filesystem to override root dentry on mount
[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) 2004-2006 Silicon Graphics, Inc.
8  *
9  *  Portions derived from Patrick Mochel's sysfs code.
10  *  sysfs is Copyright (c) 2001-3 Patrick Mochel
11  *
12  *  2003-10-10 Written by Simon Derr.
13  *  2003-10-22 Updates by Stephen Hemminger.
14  *  2004 May-July Rework by Paul Jackson.
15  *
16  *  This file is subject to the terms and conditions of the GNU General Public
17  *  License.  See the file COPYING in the main directory of the Linux
18  *  distribution for more details.
19  */
20
21 #include <linux/config.h>
22 #include <linux/cpu.h>
23 #include <linux/cpumask.h>
24 #include <linux/cpuset.h>
25 #include <linux/err.h>
26 #include <linux/errno.h>
27 #include <linux/file.h>
28 #include <linux/fs.h>
29 #include <linux/init.h>
30 #include <linux/interrupt.h>
31 #include <linux/kernel.h>
32 #include <linux/kmod.h>
33 #include <linux/list.h>
34 #include <linux/mempolicy.h>
35 #include <linux/mm.h>
36 #include <linux/module.h>
37 #include <linux/mount.h>
38 #include <linux/namei.h>
39 #include <linux/pagemap.h>
40 #include <linux/proc_fs.h>
41 #include <linux/rcupdate.h>
42 #include <linux/sched.h>
43 #include <linux/seq_file.h>
44 #include <linux/slab.h>
45 #include <linux/smp_lock.h>
46 #include <linux/spinlock.h>
47 #include <linux/stat.h>
48 #include <linux/string.h>
49 #include <linux/time.h>
50 #include <linux/backing-dev.h>
51 #include <linux/sort.h>
52
53 #include <asm/uaccess.h>
54 #include <asm/atomic.h>
55 #include <linux/mutex.h>
56
57 #define CPUSET_SUPER_MAGIC              0x27e0eb
58
59 /*
60  * Tracks how many cpusets are currently defined in system.
61  * When there is only one cpuset (the root cpuset) we can
62  * short circuit some hooks.
63  */
64 int number_of_cpusets __read_mostly;
65
66 /* See "Frequency meter" comments, below. */
67
68 struct fmeter {
69         int cnt;                /* unprocessed events count */
70         int val;                /* most recent output value */
71         time_t time;            /* clock (secs) when val computed */
72         spinlock_t lock;        /* guards read or write of above */
73 };
74
75 struct cpuset {
76         unsigned long flags;            /* "unsigned long" so bitops work */
77         cpumask_t cpus_allowed;         /* CPUs allowed to tasks in cpuset */
78         nodemask_t mems_allowed;        /* Memory Nodes allowed to tasks */
79
80         /*
81          * Count is atomic so can incr (fork) or decr (exit) without a lock.
82          */
83         atomic_t count;                 /* count tasks using this cpuset */
84
85         /*
86          * We link our 'sibling' struct into our parents 'children'.
87          * Our children link their 'sibling' into our 'children'.
88          */
89         struct list_head sibling;       /* my parents children */
90         struct list_head children;      /* my children */
91
92         struct cpuset *parent;          /* my parent */
93         struct dentry *dentry;          /* cpuset fs entry */
94
95         /*
96          * Copy of global cpuset_mems_generation as of the most
97          * recent time this cpuset changed its mems_allowed.
98          */
99         int mems_generation;
100
101         struct fmeter fmeter;           /* memory_pressure filter */
102 };
103
104 /* bits in struct cpuset flags field */
105 typedef enum {
106         CS_CPU_EXCLUSIVE,
107         CS_MEM_EXCLUSIVE,
108         CS_MEMORY_MIGRATE,
109         CS_REMOVED,
110         CS_NOTIFY_ON_RELEASE,
111         CS_SPREAD_PAGE,
112         CS_SPREAD_SLAB,
113 } cpuset_flagbits_t;
114
115 /* convenient tests for these bits */
116 static inline int is_cpu_exclusive(const struct cpuset *cs)
117 {
118         return test_bit(CS_CPU_EXCLUSIVE, &cs->flags);
119 }
120
121 static inline int is_mem_exclusive(const struct cpuset *cs)
122 {
123         return test_bit(CS_MEM_EXCLUSIVE, &cs->flags);
124 }
125
126 static inline int is_removed(const struct cpuset *cs)
127 {
128         return test_bit(CS_REMOVED, &cs->flags);
129 }
130
131 static inline int notify_on_release(const struct cpuset *cs)
132 {
133         return test_bit(CS_NOTIFY_ON_RELEASE, &cs->flags);
134 }
135
136 static inline int is_memory_migrate(const struct cpuset *cs)
137 {
138         return test_bit(CS_MEMORY_MIGRATE, &cs->flags);
139 }
140
141 static inline int is_spread_page(const struct cpuset *cs)
142 {
143         return test_bit(CS_SPREAD_PAGE, &cs->flags);
144 }
145
146 static inline int is_spread_slab(const struct cpuset *cs)
147 {
148         return test_bit(CS_SPREAD_SLAB, &cs->flags);
149 }
150
151 /*
152  * Increment this integer everytime any cpuset changes its
153  * mems_allowed value.  Users of cpusets can track this generation
154  * number, and avoid having to lock and reload mems_allowed unless
155  * the cpuset they're using changes generation.
156  *
157  * A single, global generation is needed because attach_task() could
158  * reattach a task to a different cpuset, which must not have its
159  * generation numbers aliased with those of that tasks previous cpuset.
160  *
161  * Generations are needed for mems_allowed because one task cannot
162  * modify anothers memory placement.  So we must enable every task,
163  * on every visit to __alloc_pages(), to efficiently check whether
164  * its current->cpuset->mems_allowed has changed, requiring an update
165  * of its current->mems_allowed.
166  *
167  * Since cpuset_mems_generation is guarded by manage_mutex,
168  * there is no need to mark it atomic.
169  */
170 static int cpuset_mems_generation;
171
172 static struct cpuset top_cpuset = {
173         .flags = ((1 << CS_CPU_EXCLUSIVE) | (1 << CS_MEM_EXCLUSIVE)),
174         .cpus_allowed = CPU_MASK_ALL,
175         .mems_allowed = NODE_MASK_ALL,
176         .count = ATOMIC_INIT(0),
177         .sibling = LIST_HEAD_INIT(top_cpuset.sibling),
178         .children = LIST_HEAD_INIT(top_cpuset.children),
179 };
180
181 static struct vfsmount *cpuset_mount;
182 static struct super_block *cpuset_sb;
183
184 /*
185  * We have two global cpuset mutexes below.  They can nest.
186  * It is ok to first take manage_mutex, then nest callback_mutex.  We also
187  * require taking task_lock() when dereferencing a tasks cpuset pointer.
188  * See "The task_lock() exception", at the end of this comment.
189  *
190  * A task must hold both mutexes to modify cpusets.  If a task
191  * holds manage_mutex, then it blocks others wanting that mutex,
192  * ensuring that it is the only task able to also acquire callback_mutex
193  * and be able to modify cpusets.  It can perform various checks on
194  * the cpuset structure first, knowing nothing will change.  It can
195  * also allocate memory while just holding manage_mutex.  While it is
196  * performing these checks, various callback routines can briefly
197  * acquire callback_mutex to query cpusets.  Once it is ready to make
198  * the changes, it takes callback_mutex, blocking everyone else.
199  *
200  * Calls to the kernel memory allocator can not be made while holding
201  * callback_mutex, as that would risk double tripping on callback_mutex
202  * from one of the callbacks into the cpuset code from within
203  * __alloc_pages().
204  *
205  * If a task is only holding callback_mutex, then it has read-only
206  * access to cpusets.
207  *
208  * The task_struct fields mems_allowed and mems_generation may only
209  * be accessed in the context of that task, so require no locks.
210  *
211  * Any task can increment and decrement the count field without lock.
212  * So in general, code holding manage_mutex or callback_mutex can't rely
213  * on the count field not changing.  However, if the count goes to
214  * zero, then only attach_task(), which holds both mutexes, can
215  * increment it again.  Because a count of zero means that no tasks
216  * are currently attached, therefore there is no way a task attached
217  * to that cpuset can fork (the other way to increment the count).
218  * So code holding manage_mutex or callback_mutex can safely assume that
219  * if the count is zero, it will stay zero.  Similarly, if a task
220  * holds manage_mutex or callback_mutex on a cpuset with zero count, it
221  * knows that the cpuset won't be removed, as cpuset_rmdir() needs
222  * both of those mutexes.
223  *
224  * The cpuset_common_file_write handler for operations that modify
225  * the cpuset hierarchy holds manage_mutex across the entire operation,
226  * single threading all such cpuset modifications across the system.
227  *
228  * The cpuset_common_file_read() handlers only hold callback_mutex across
229  * small pieces of code, such as when reading out possibly multi-word
230  * cpumasks and nodemasks.
231  *
232  * The fork and exit callbacks cpuset_fork() and cpuset_exit(), don't
233  * (usually) take either mutex.  These are the two most performance
234  * critical pieces of code here.  The exception occurs on cpuset_exit(),
235  * when a task in a notify_on_release cpuset exits.  Then manage_mutex
236  * is taken, and if the cpuset count is zero, a usermode call made
237  * to /sbin/cpuset_release_agent with the name of the cpuset (path
238  * relative to the root of cpuset file system) as the argument.
239  *
240  * A cpuset can only be deleted if both its 'count' of using tasks
241  * is zero, and its list of 'children' cpusets is empty.  Since all
242  * tasks in the system use _some_ cpuset, and since there is always at
243  * least one task in the system (init, pid == 1), therefore, top_cpuset
244  * always has either children cpusets and/or using tasks.  So we don't
245  * need a special hack to ensure that top_cpuset cannot be deleted.
246  *
247  * The above "Tale of Two Semaphores" would be complete, but for:
248  *
249  *      The task_lock() exception
250  *
251  * The need for this exception arises from the action of attach_task(),
252  * which overwrites one tasks cpuset pointer with another.  It does
253  * so using both mutexes, however there are several performance
254  * critical places that need to reference task->cpuset without the
255  * expense of grabbing a system global mutex.  Therefore except as
256  * noted below, when dereferencing or, as in attach_task(), modifying
257  * a tasks cpuset pointer we use task_lock(), which acts on a spinlock
258  * (task->alloc_lock) already in the task_struct routinely used for
259  * such matters.
260  *
261  * P.S.  One more locking exception.  RCU is used to guard the
262  * update of a tasks cpuset pointer by attach_task() and the
263  * access of task->cpuset->mems_generation via that pointer in
264  * the routine cpuset_update_task_memory_state().
265  */
266
267 static DEFINE_MUTEX(manage_mutex);
268 static DEFINE_MUTEX(callback_mutex);
269
270 /*
271  * A couple of forward declarations required, due to cyclic reference loop:
272  *  cpuset_mkdir -> cpuset_create -> cpuset_populate_dir -> cpuset_add_file
273  *  -> cpuset_create_file -> cpuset_dir_inode_operations -> cpuset_mkdir.
274  */
275
276 static int cpuset_mkdir(struct inode *dir, struct dentry *dentry, int mode);
277 static int cpuset_rmdir(struct inode *unused_dir, struct dentry *dentry);
278
279 static struct backing_dev_info cpuset_backing_dev_info = {
280         .ra_pages = 0,          /* No readahead */
281         .capabilities   = BDI_CAP_NO_ACCT_DIRTY | BDI_CAP_NO_WRITEBACK,
282 };
283
284 static struct inode *cpuset_new_inode(mode_t mode)
285 {
286         struct inode *inode = new_inode(cpuset_sb);
287
288         if (inode) {
289                 inode->i_mode = mode;
290                 inode->i_uid = current->fsuid;
291                 inode->i_gid = current->fsgid;
292                 inode->i_blksize = PAGE_CACHE_SIZE;
293                 inode->i_blocks = 0;
294                 inode->i_atime = inode->i_mtime = inode->i_ctime = CURRENT_TIME;
295                 inode->i_mapping->backing_dev_info = &cpuset_backing_dev_info;
296         }
297         return inode;
298 }
299
300 static void cpuset_diput(struct dentry *dentry, struct inode *inode)
301 {
302         /* is dentry a directory ? if so, kfree() associated cpuset */
303         if (S_ISDIR(inode->i_mode)) {
304                 struct cpuset *cs = dentry->d_fsdata;
305                 BUG_ON(!(is_removed(cs)));
306                 kfree(cs);
307         }
308         iput(inode);
309 }
310
311 static struct dentry_operations cpuset_dops = {
312         .d_iput = cpuset_diput,
313 };
314
315 static struct dentry *cpuset_get_dentry(struct dentry *parent, const char *name)
316 {
317         struct dentry *d = lookup_one_len(name, parent, strlen(name));
318         if (!IS_ERR(d))
319                 d->d_op = &cpuset_dops;
320         return d;
321 }
322
323 static void remove_dir(struct dentry *d)
324 {
325         struct dentry *parent = dget(d->d_parent);
326
327         d_delete(d);
328         simple_rmdir(parent->d_inode, d);
329         dput(parent);
330 }
331
332 /*
333  * NOTE : the dentry must have been dget()'ed
334  */
335 static void cpuset_d_remove_dir(struct dentry *dentry)
336 {
337         struct list_head *node;
338
339         spin_lock(&dcache_lock);
340         node = dentry->d_subdirs.next;
341         while (node != &dentry->d_subdirs) {
342                 struct dentry *d = list_entry(node, struct dentry, d_u.d_child);
343                 list_del_init(node);
344                 if (d->d_inode) {
345                         d = dget_locked(d);
346                         spin_unlock(&dcache_lock);
347                         d_delete(d);
348                         simple_unlink(dentry->d_inode, d);
349                         dput(d);
350                         spin_lock(&dcache_lock);
351                 }
352                 node = dentry->d_subdirs.next;
353         }
354         list_del_init(&dentry->d_u.d_child);
355         spin_unlock(&dcache_lock);
356         remove_dir(dentry);
357 }
358
359 static struct super_operations cpuset_ops = {
360         .statfs = simple_statfs,
361         .drop_inode = generic_delete_inode,
362 };
363
364 static int cpuset_fill_super(struct super_block *sb, void *unused_data,
365                                                         int unused_silent)
366 {
367         struct inode *inode;
368         struct dentry *root;
369
370         sb->s_blocksize = PAGE_CACHE_SIZE;
371         sb->s_blocksize_bits = PAGE_CACHE_SHIFT;
372         sb->s_magic = CPUSET_SUPER_MAGIC;
373         sb->s_op = &cpuset_ops;
374         cpuset_sb = sb;
375
376         inode = cpuset_new_inode(S_IFDIR | S_IRUGO | S_IXUGO | S_IWUSR);
377         if (inode) {
378                 inode->i_op = &simple_dir_inode_operations;
379                 inode->i_fop = &simple_dir_operations;
380                 /* directories start off with i_nlink == 2 (for "." entry) */
381                 inode->i_nlink++;
382         } else {
383                 return -ENOMEM;
384         }
385
386         root = d_alloc_root(inode);
387         if (!root) {
388                 iput(inode);
389                 return -ENOMEM;
390         }
391         sb->s_root = root;
392         return 0;
393 }
394
395 static int cpuset_get_sb(struct file_system_type *fs_type,
396                          int flags, const char *unused_dev_name,
397                          void *data, struct vfsmount *mnt)
398 {
399         return get_sb_single(fs_type, flags, data, cpuset_fill_super, mnt);
400 }
401
402 static struct file_system_type cpuset_fs_type = {
403         .name = "cpuset",
404         .get_sb = cpuset_get_sb,
405         .kill_sb = kill_litter_super,
406 };
407
408 /* struct cftype:
409  *
410  * The files in the cpuset filesystem mostly have a very simple read/write
411  * handling, some common function will take care of it. Nevertheless some cases
412  * (read tasks) are special and therefore I define this structure for every
413  * kind of file.
414  *
415  *
416  * When reading/writing to a file:
417  *      - the cpuset to use in file->f_dentry->d_parent->d_fsdata
418  *      - the 'cftype' of the file is file->f_dentry->d_fsdata
419  */
420
421 struct cftype {
422         char *name;
423         int private;
424         int (*open) (struct inode *inode, struct file *file);
425         ssize_t (*read) (struct file *file, char __user *buf, size_t nbytes,
426                                                         loff_t *ppos);
427         int (*write) (struct file *file, const char __user *buf, size_t nbytes,
428                                                         loff_t *ppos);
429         int (*release) (struct inode *inode, struct file *file);
430 };
431
432 static inline struct cpuset *__d_cs(struct dentry *dentry)
433 {
434         return dentry->d_fsdata;
435 }
436
437 static inline struct cftype *__d_cft(struct dentry *dentry)
438 {
439         return dentry->d_fsdata;
440 }
441
442 /*
443  * Call with manage_mutex held.  Writes path of cpuset into buf.
444  * Returns 0 on success, -errno on error.
445  */
446
447 static int cpuset_path(const struct cpuset *cs, char *buf, int buflen)
448 {
449         char *start;
450
451         start = buf + buflen;
452
453         *--start = '\0';
454         for (;;) {
455                 int len = cs->dentry->d_name.len;
456                 if ((start -= len) < buf)
457                         return -ENAMETOOLONG;
458                 memcpy(start, cs->dentry->d_name.name, len);
459                 cs = cs->parent;
460                 if (!cs)
461                         break;
462                 if (!cs->parent)
463                         continue;
464                 if (--start < buf)
465                         return -ENAMETOOLONG;
466                 *start = '/';
467         }
468         memmove(buf, start, buf + buflen - start);
469         return 0;
470 }
471
472 /*
473  * Notify userspace when a cpuset is released, by running
474  * /sbin/cpuset_release_agent with the name of the cpuset (path
475  * relative to the root of cpuset file system) as the argument.
476  *
477  * Most likely, this user command will try to rmdir this cpuset.
478  *
479  * This races with the possibility that some other task will be
480  * attached to this cpuset before it is removed, or that some other
481  * user task will 'mkdir' a child cpuset of this cpuset.  That's ok.
482  * The presumed 'rmdir' will fail quietly if this cpuset is no longer
483  * unused, and this cpuset will be reprieved from its death sentence,
484  * to continue to serve a useful existence.  Next time it's released,
485  * we will get notified again, if it still has 'notify_on_release' set.
486  *
487  * The final arg to call_usermodehelper() is 0, which means don't
488  * wait.  The separate /sbin/cpuset_release_agent task is forked by
489  * call_usermodehelper(), then control in this thread returns here,
490  * without waiting for the release agent task.  We don't bother to
491  * wait because the caller of this routine has no use for the exit
492  * status of the /sbin/cpuset_release_agent task, so no sense holding
493  * our caller up for that.
494  *
495  * When we had only one cpuset mutex, we had to call this
496  * without holding it, to avoid deadlock when call_usermodehelper()
497  * allocated memory.  With two locks, we could now call this while
498  * holding manage_mutex, but we still don't, so as to minimize
499  * the time manage_mutex is held.
500  */
501
502 static void cpuset_release_agent(const char *pathbuf)
503 {
504         char *argv[3], *envp[3];
505         int i;
506
507         if (!pathbuf)
508                 return;
509
510         i = 0;
511         argv[i++] = "/sbin/cpuset_release_agent";
512         argv[i++] = (char *)pathbuf;
513         argv[i] = NULL;
514
515         i = 0;
516         /* minimal command environment */
517         envp[i++] = "HOME=/";
518         envp[i++] = "PATH=/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin";
519         envp[i] = NULL;
520
521         call_usermodehelper(argv[0], argv, envp, 0);
522         kfree(pathbuf);
523 }
524
525 /*
526  * Either cs->count of using tasks transitioned to zero, or the
527  * cs->children list of child cpusets just became empty.  If this
528  * cs is notify_on_release() and now both the user count is zero and
529  * the list of children is empty, prepare cpuset path in a kmalloc'd
530  * buffer, to be returned via ppathbuf, so that the caller can invoke
531  * cpuset_release_agent() with it later on, once manage_mutex is dropped.
532  * Call here with manage_mutex held.
533  *
534  * This check_for_release() routine is responsible for kmalloc'ing
535  * pathbuf.  The above cpuset_release_agent() is responsible for
536  * kfree'ing pathbuf.  The caller of these routines is responsible
537  * for providing a pathbuf pointer, initialized to NULL, then
538  * calling check_for_release() with manage_mutex held and the address
539  * of the pathbuf pointer, then dropping manage_mutex, then calling
540  * cpuset_release_agent() with pathbuf, as set by check_for_release().
541  */
542
543 static void check_for_release(struct cpuset *cs, char **ppathbuf)
544 {
545         if (notify_on_release(cs) && atomic_read(&cs->count) == 0 &&
546             list_empty(&cs->children)) {
547                 char *buf;
548
549                 buf = kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
550                 if (!buf)
551                         return;
552                 if (cpuset_path(cs, buf, PAGE_SIZE) < 0)
553                         kfree(buf);
554                 else
555                         *ppathbuf = buf;
556         }
557 }
558
559 /*
560  * Return in *pmask the portion of a cpusets's cpus_allowed that
561  * are online.  If none are online, walk up the cpuset hierarchy
562  * until we find one that does have some online cpus.  If we get
563  * all the way to the top and still haven't found any online cpus,
564  * return cpu_online_map.  Or if passed a NULL cs from an exit'ing
565  * task, return cpu_online_map.
566  *
567  * One way or another, we guarantee to return some non-empty subset
568  * of cpu_online_map.
569  *
570  * Call with callback_mutex held.
571  */
572
573 static void guarantee_online_cpus(const struct cpuset *cs, cpumask_t *pmask)
574 {
575         while (cs && !cpus_intersects(cs->cpus_allowed, cpu_online_map))
576                 cs = cs->parent;
577         if (cs)
578                 cpus_and(*pmask, cs->cpus_allowed, cpu_online_map);
579         else
580                 *pmask = cpu_online_map;
581         BUG_ON(!cpus_intersects(*pmask, cpu_online_map));
582 }
583
584 /*
585  * Return in *pmask the portion of a cpusets's mems_allowed that
586  * are online.  If none are online, walk up the cpuset hierarchy
587  * until we find one that does have some online mems.  If we get
588  * all the way to the top and still haven't found any online mems,
589  * return node_online_map.
590  *
591  * One way or another, we guarantee to return some non-empty subset
592  * of node_online_map.
593  *
594  * Call with callback_mutex held.
595  */
596
597 static void guarantee_online_mems(const struct cpuset *cs, nodemask_t *pmask)
598 {
599         while (cs && !nodes_intersects(cs->mems_allowed, node_online_map))
600                 cs = cs->parent;
601         if (cs)
602                 nodes_and(*pmask, cs->mems_allowed, node_online_map);
603         else
604                 *pmask = node_online_map;
605         BUG_ON(!nodes_intersects(*pmask, node_online_map));
606 }
607
608 /**
609  * cpuset_update_task_memory_state - update task memory placement
610  *
611  * If the current tasks cpusets mems_allowed changed behind our
612  * backs, update current->mems_allowed, mems_generation and task NUMA
613  * mempolicy to the new value.
614  *
615  * Task mempolicy is updated by rebinding it relative to the
616  * current->cpuset if a task has its memory placement changed.
617  * Do not call this routine if in_interrupt().
618  *
619  * Call without callback_mutex or task_lock() held.  May be
620  * called with or without manage_mutex held.  Thanks in part to
621  * 'the_top_cpuset_hack', the tasks cpuset pointer will never
622  * be NULL.  This routine also might acquire callback_mutex and
623  * current->mm->mmap_sem during call.
624  *
625  * Reading current->cpuset->mems_generation doesn't need task_lock
626  * to guard the current->cpuset derefence, because it is guarded
627  * from concurrent freeing of current->cpuset by attach_task(),
628  * using RCU.
629  *
630  * The rcu_dereference() is technically probably not needed,
631  * as I don't actually mind if I see a new cpuset pointer but
632  * an old value of mems_generation.  However this really only
633  * matters on alpha systems using cpusets heavily.  If I dropped
634  * that rcu_dereference(), it would save them a memory barrier.
635  * For all other arch's, rcu_dereference is a no-op anyway, and for
636  * alpha systems not using cpusets, another planned optimization,
637  * avoiding the rcu critical section for tasks in the root cpuset
638  * which is statically allocated, so can't vanish, will make this
639  * irrelevant.  Better to use RCU as intended, than to engage in
640  * some cute trick to save a memory barrier that is impossible to
641  * test, for alpha systems using cpusets heavily, which might not
642  * even exist.
643  *
644  * This routine is needed to update the per-task mems_allowed data,
645  * within the tasks context, when it is trying to allocate memory
646  * (in various mm/mempolicy.c routines) and notices that some other
647  * task has been modifying its cpuset.
648  */
649
650 void cpuset_update_task_memory_state(void)
651 {
652         int my_cpusets_mem_gen;
653         struct task_struct *tsk = current;
654         struct cpuset *cs;
655
656         if (tsk->cpuset == &top_cpuset) {
657                 /* Don't need rcu for top_cpuset.  It's never freed. */
658                 my_cpusets_mem_gen = top_cpuset.mems_generation;
659         } else {
660                 rcu_read_lock();
661                 cs = rcu_dereference(tsk->cpuset);
662                 my_cpusets_mem_gen = cs->mems_generation;
663                 rcu_read_unlock();
664         }
665
666         if (my_cpusets_mem_gen != tsk->cpuset_mems_generation) {
667                 mutex_lock(&callback_mutex);
668                 task_lock(tsk);
669                 cs = tsk->cpuset;       /* Maybe changed when task not locked */
670                 guarantee_online_mems(cs, &tsk->mems_allowed);
671                 tsk->cpuset_mems_generation = cs->mems_generation;
672                 if (is_spread_page(cs))
673                         tsk->flags |= PF_SPREAD_PAGE;
674                 else
675                         tsk->flags &= ~PF_SPREAD_PAGE;
676                 if (is_spread_slab(cs))
677                         tsk->flags |= PF_SPREAD_SLAB;
678                 else
679                         tsk->flags &= ~PF_SPREAD_SLAB;
680                 task_unlock(tsk);
681                 mutex_unlock(&callback_mutex);
682                 mpol_rebind_task(tsk, &tsk->mems_allowed);
683         }
684 }
685
686 /*
687  * is_cpuset_subset(p, q) - Is cpuset p a subset of cpuset q?
688  *
689  * One cpuset is a subset of another if all its allowed CPUs and
690  * Memory Nodes are a subset of the other, and its exclusive flags
691  * are only set if the other's are set.  Call holding manage_mutex.
692  */
693
694 static int is_cpuset_subset(const struct cpuset *p, const struct cpuset *q)
695 {
696         return  cpus_subset(p->cpus_allowed, q->cpus_allowed) &&
697                 nodes_subset(p->mems_allowed, q->mems_allowed) &&
698                 is_cpu_exclusive(p) <= is_cpu_exclusive(q) &&
699                 is_mem_exclusive(p) <= is_mem_exclusive(q);
700 }
701
702 /*
703  * validate_change() - Used to validate that any proposed cpuset change
704  *                     follows the structural rules for cpusets.
705  *
706  * If we replaced the flag and mask values of the current cpuset
707  * (cur) with those values in the trial cpuset (trial), would
708  * our various subset and exclusive rules still be valid?  Presumes
709  * manage_mutex held.
710  *
711  * 'cur' is the address of an actual, in-use cpuset.  Operations
712  * such as list traversal that depend on the actual address of the
713  * cpuset in the list must use cur below, not trial.
714  *
715  * 'trial' is the address of bulk structure copy of cur, with
716  * perhaps one or more of the fields cpus_allowed, mems_allowed,
717  * or flags changed to new, trial values.
718  *
719  * Return 0 if valid, -errno if not.
720  */
721
722 static int validate_change(const struct cpuset *cur, const struct cpuset *trial)
723 {
724         struct cpuset *c, *par;
725
726         /* Each of our child cpusets must be a subset of us */
727         list_for_each_entry(c, &cur->children, sibling) {
728                 if (!is_cpuset_subset(c, trial))
729                         return -EBUSY;
730         }
731
732         /* Remaining checks don't apply to root cpuset */
733         if ((par = cur->parent) == NULL)
734                 return 0;
735
736         /* We must be a subset of our parent cpuset */
737         if (!is_cpuset_subset(trial, par))
738                 return -EACCES;
739
740         /* If either I or some sibling (!= me) is exclusive, we can't overlap */
741         list_for_each_entry(c, &par->children, sibling) {
742                 if ((is_cpu_exclusive(trial) || is_cpu_exclusive(c)) &&
743                     c != cur &&
744                     cpus_intersects(trial->cpus_allowed, c->cpus_allowed))
745                         return -EINVAL;
746                 if ((is_mem_exclusive(trial) || is_mem_exclusive(c)) &&
747                     c != cur &&
748                     nodes_intersects(trial->mems_allowed, c->mems_allowed))
749                         return -EINVAL;
750         }
751
752         return 0;
753 }
754
755 /*
756  * For a given cpuset cur, partition the system as follows
757  * a. All cpus in the parent cpuset's cpus_allowed that are not part of any
758  *    exclusive child cpusets
759  * b. All cpus in the current cpuset's cpus_allowed that are not part of any
760  *    exclusive child cpusets
761  * Build these two partitions by calling partition_sched_domains
762  *
763  * Call with manage_mutex held.  May nest a call to the
764  * lock_cpu_hotplug()/unlock_cpu_hotplug() pair.
765  */
766
767 static void update_cpu_domains(struct cpuset *cur)
768 {
769         struct cpuset *c, *par = cur->parent;
770         cpumask_t pspan, cspan;
771
772         if (par == NULL || cpus_empty(cur->cpus_allowed))
773                 return;
774
775         /*
776          * Get all cpus from parent's cpus_allowed not part of exclusive
777          * children
778          */
779         pspan = par->cpus_allowed;
780         list_for_each_entry(c, &par->children, sibling) {
781                 if (is_cpu_exclusive(c))
782                         cpus_andnot(pspan, pspan, c->cpus_allowed);
783         }
784         if (is_removed(cur) || !is_cpu_exclusive(cur)) {
785                 cpus_or(pspan, pspan, cur->cpus_allowed);
786                 if (cpus_equal(pspan, cur->cpus_allowed))
787                         return;
788                 cspan = CPU_MASK_NONE;
789         } else {
790                 if (cpus_empty(pspan))
791                         return;
792                 cspan = cur->cpus_allowed;
793                 /*
794                  * Get all cpus from current cpuset's cpus_allowed not part
795                  * of exclusive children
796                  */
797                 list_for_each_entry(c, &cur->children, sibling) {
798                         if (is_cpu_exclusive(c))
799                                 cpus_andnot(cspan, cspan, c->cpus_allowed);
800                 }
801         }
802
803         lock_cpu_hotplug();
804         partition_sched_domains(&pspan, &cspan);
805         unlock_cpu_hotplug();
806 }
807
808 /*
809  * Call with manage_mutex held.  May take callback_mutex during call.
810  */
811
812 static int update_cpumask(struct cpuset *cs, char *buf)
813 {
814         struct cpuset trialcs;
815         int retval, cpus_unchanged;
816
817         trialcs = *cs;
818         retval = cpulist_parse(buf, trialcs.cpus_allowed);
819         if (retval < 0)
820                 return retval;
821         cpus_and(trialcs.cpus_allowed, trialcs.cpus_allowed, cpu_online_map);
822         if (cpus_empty(trialcs.cpus_allowed))
823                 return -ENOSPC;
824         retval = validate_change(cs, &trialcs);
825         if (retval < 0)
826                 return retval;
827         cpus_unchanged = cpus_equal(cs->cpus_allowed, trialcs.cpus_allowed);
828         mutex_lock(&callback_mutex);
829         cs->cpus_allowed = trialcs.cpus_allowed;
830         mutex_unlock(&callback_mutex);
831         if (is_cpu_exclusive(cs) && !cpus_unchanged)
832                 update_cpu_domains(cs);
833         return 0;
834 }
835
836 /*
837  * cpuset_migrate_mm
838  *
839  *    Migrate memory region from one set of nodes to another.
840  *
841  *    Temporarilly set tasks mems_allowed to target nodes of migration,
842  *    so that the migration code can allocate pages on these nodes.
843  *
844  *    Call holding manage_mutex, so our current->cpuset won't change
845  *    during this call, as manage_mutex holds off any attach_task()
846  *    calls.  Therefore we don't need to take task_lock around the
847  *    call to guarantee_online_mems(), as we know no one is changing
848  *    our tasks cpuset.
849  *
850  *    Hold callback_mutex around the two modifications of our tasks
851  *    mems_allowed to synchronize with cpuset_mems_allowed().
852  *
853  *    While the mm_struct we are migrating is typically from some
854  *    other task, the task_struct mems_allowed that we are hacking
855  *    is for our current task, which must allocate new pages for that
856  *    migrating memory region.
857  *
858  *    We call cpuset_update_task_memory_state() before hacking
859  *    our tasks mems_allowed, so that we are assured of being in
860  *    sync with our tasks cpuset, and in particular, callbacks to
861  *    cpuset_update_task_memory_state() from nested page allocations
862  *    won't see any mismatch of our cpuset and task mems_generation
863  *    values, so won't overwrite our hacked tasks mems_allowed
864  *    nodemask.
865  */
866
867 static void cpuset_migrate_mm(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
868                                                         const nodemask_t *to)
869 {
870         struct task_struct *tsk = current;
871
872         cpuset_update_task_memory_state();
873
874         mutex_lock(&callback_mutex);
875         tsk->mems_allowed = *to;
876         mutex_unlock(&callback_mutex);
877
878         do_migrate_pages(mm, from, to, MPOL_MF_MOVE_ALL);
879
880         mutex_lock(&callback_mutex);
881         guarantee_online_mems(tsk->cpuset, &tsk->mems_allowed);
882         mutex_unlock(&callback_mutex);
883 }
884
885 /*
886  * Handle user request to change the 'mems' memory placement
887  * of a cpuset.  Needs to validate the request, update the
888  * cpusets mems_allowed and mems_generation, and for each
889  * task in the cpuset, rebind any vma mempolicies and if
890  * the cpuset is marked 'memory_migrate', migrate the tasks
891  * pages to the new memory.
892  *
893  * Call with manage_mutex held.  May take callback_mutex during call.
894  * Will take tasklist_lock, scan tasklist for tasks in cpuset cs,
895  * lock each such tasks mm->mmap_sem, scan its vma's and rebind
896  * their mempolicies to the cpusets new mems_allowed.
897  */
898
899 static int update_nodemask(struct cpuset *cs, char *buf)
900 {
901         struct cpuset trialcs;
902         nodemask_t oldmem;
903         struct task_struct *g, *p;
904         struct mm_struct **mmarray;
905         int i, n, ntasks;
906         int migrate;
907         int fudge;
908         int retval;
909
910         trialcs = *cs;
911         retval = nodelist_parse(buf, trialcs.mems_allowed);
912         if (retval < 0)
913                 goto done;
914         nodes_and(trialcs.mems_allowed, trialcs.mems_allowed, node_online_map);
915         oldmem = cs->mems_allowed;
916         if (nodes_equal(oldmem, trialcs.mems_allowed)) {
917                 retval = 0;             /* Too easy - nothing to do */
918                 goto done;
919         }
920         if (nodes_empty(trialcs.mems_allowed)) {
921                 retval = -ENOSPC;
922                 goto done;
923         }
924         retval = validate_change(cs, &trialcs);
925         if (retval < 0)
926                 goto done;
927
928         mutex_lock(&callback_mutex);
929         cs->mems_allowed = trialcs.mems_allowed;
930         cs->mems_generation = cpuset_mems_generation++;
931         mutex_unlock(&callback_mutex);
932
933         set_cpuset_being_rebound(cs);           /* causes mpol_copy() rebind */
934
935         fudge = 10;                             /* spare mmarray[] slots */
936         fudge += cpus_weight(cs->cpus_allowed); /* imagine one fork-bomb/cpu */
937         retval = -ENOMEM;
938
939         /*
940          * Allocate mmarray[] to hold mm reference for each task
941          * in cpuset cs.  Can't kmalloc GFP_KERNEL while holding
942          * tasklist_lock.  We could use GFP_ATOMIC, but with a
943          * few more lines of code, we can retry until we get a big
944          * enough mmarray[] w/o using GFP_ATOMIC.
945          */
946         while (1) {
947                 ntasks = atomic_read(&cs->count);       /* guess */
948                 ntasks += fudge;
949                 mmarray = kmalloc(ntasks * sizeof(*mmarray), GFP_KERNEL);
950                 if (!mmarray)
951                         goto done;
952                 write_lock_irq(&tasklist_lock);         /* block fork */
953                 if (atomic_read(&cs->count) <= ntasks)
954                         break;                          /* got enough */
955                 write_unlock_irq(&tasklist_lock);       /* try again */
956                 kfree(mmarray);
957         }
958
959         n = 0;
960
961         /* Load up mmarray[] with mm reference for each task in cpuset. */
962         do_each_thread(g, p) {
963                 struct mm_struct *mm;
964
965                 if (n >= ntasks) {
966                         printk(KERN_WARNING
967                                 "Cpuset mempolicy rebind incomplete.\n");
968                         continue;
969                 }
970                 if (p->cpuset != cs)
971                         continue;
972                 mm = get_task_mm(p);
973                 if (!mm)
974                         continue;
975                 mmarray[n++] = mm;
976         } while_each_thread(g, p);
977         write_unlock_irq(&tasklist_lock);
978
979         /*
980          * Now that we've dropped the tasklist spinlock, we can
981          * rebind the vma mempolicies of each mm in mmarray[] to their
982          * new cpuset, and release that mm.  The mpol_rebind_mm()
983          * call takes mmap_sem, which we couldn't take while holding
984          * tasklist_lock.  Forks can happen again now - the mpol_copy()
985          * cpuset_being_rebound check will catch such forks, and rebind
986          * their vma mempolicies too.  Because we still hold the global
987          * cpuset manage_mutex, we know that no other rebind effort will
988          * be contending for the global variable cpuset_being_rebound.
989          * It's ok if we rebind the same mm twice; mpol_rebind_mm()
990          * is idempotent.  Also migrate pages in each mm to new nodes.
991          */
992         migrate = is_memory_migrate(cs);
993         for (i = 0; i < n; i++) {
994                 struct mm_struct *mm = mmarray[i];
995
996                 mpol_rebind_mm(mm, &cs->mems_allowed);
997                 if (migrate)
998                         cpuset_migrate_mm(mm, &oldmem, &cs->mems_allowed);
999                 mmput(mm);
1000         }
1001
1002         /* We're done rebinding vma's to this cpusets new mems_allowed. */
1003         kfree(mmarray);
1004         set_cpuset_being_rebound(NULL);
1005         retval = 0;
1006 done:
1007         return retval;
1008 }
1009
1010 /*
1011  * Call with manage_mutex held.
1012  */
1013
1014 static int update_memory_pressure_enabled(struct cpuset *cs, char *buf)
1015 {
1016         if (simple_strtoul(buf, NULL, 10) != 0)
1017                 cpuset_memory_pressure_enabled = 1;
1018         else
1019                 cpuset_memory_pressure_enabled = 0;
1020         return 0;
1021 }
1022
1023 /*
1024  * update_flag - read a 0 or a 1 in a file and update associated flag
1025  * bit: the bit to update (CS_CPU_EXCLUSIVE, CS_MEM_EXCLUSIVE,
1026  *                              CS_NOTIFY_ON_RELEASE, CS_MEMORY_MIGRATE,
1027  *                              CS_SPREAD_PAGE, CS_SPREAD_SLAB)
1028  * cs:  the cpuset to update
1029  * buf: the buffer where we read the 0 or 1
1030  *
1031  * Call with manage_mutex held.
1032  */
1033
1034 static int update_flag(cpuset_flagbits_t bit, struct cpuset *cs, char *buf)
1035 {
1036         int turning_on;
1037         struct cpuset trialcs;
1038         int err, cpu_exclusive_changed;
1039
1040         turning_on = (simple_strtoul(buf, NULL, 10) != 0);
1041
1042         trialcs = *cs;
1043         if (turning_on)
1044                 set_bit(bit, &trialcs.flags);
1045         else
1046                 clear_bit(bit, &trialcs.flags);
1047
1048         err = validate_change(cs, &trialcs);
1049         if (err < 0)
1050                 return err;
1051         cpu_exclusive_changed =
1052                 (is_cpu_exclusive(cs) != is_cpu_exclusive(&trialcs));
1053         mutex_lock(&callback_mutex);
1054         if (turning_on)
1055                 set_bit(bit, &cs->flags);
1056         else
1057                 clear_bit(bit, &cs->flags);
1058         mutex_unlock(&callback_mutex);
1059
1060         if (cpu_exclusive_changed)
1061                 update_cpu_domains(cs);
1062         return 0;
1063 }
1064
1065 /*
1066  * Frequency meter - How fast is some event occuring?
1067  *
1068  * These routines manage a digitally filtered, constant time based,
1069  * event frequency meter.  There are four routines:
1070  *   fmeter_init() - initialize a frequency meter.
1071  *   fmeter_markevent() - called each time the event happens.
1072  *   fmeter_getrate() - returns the recent rate of such events.
1073  *   fmeter_update() - internal routine used to update fmeter.
1074  *
1075  * A common data structure is passed to each of these routines,
1076  * which is used to keep track of the state required to manage the
1077  * frequency meter and its digital filter.
1078  *
1079  * The filter works on the number of events marked per unit time.
1080  * The filter is single-pole low-pass recursive (IIR).  The time unit
1081  * is 1 second.  Arithmetic is done using 32-bit integers scaled to
1082  * simulate 3 decimal digits of precision (multiplied by 1000).
1083  *
1084  * With an FM_COEF of 933, and a time base of 1 second, the filter
1085  * has a half-life of 10 seconds, meaning that if the events quit
1086  * happening, then the rate returned from the fmeter_getrate()
1087  * will be cut in half each 10 seconds, until it converges to zero.
1088  *
1089  * It is not worth doing a real infinitely recursive filter.  If more
1090  * than FM_MAXTICKS ticks have elapsed since the last filter event,
1091  * just compute FM_MAXTICKS ticks worth, by which point the level
1092  * will be stable.
1093  *
1094  * Limit the count of unprocessed events to FM_MAXCNT, so as to avoid
1095  * arithmetic overflow in the fmeter_update() routine.
1096  *
1097  * Given the simple 32 bit integer arithmetic used, this meter works
1098  * best for reporting rates between one per millisecond (msec) and
1099  * one per 32 (approx) seconds.  At constant rates faster than one
1100  * per msec it maxes out at values just under 1,000,000.  At constant
1101  * rates between one per msec, and one per second it will stabilize
1102  * to a value N*1000, where N is the rate of events per second.
1103  * At constant rates between one per second and one per 32 seconds,
1104  * it will be choppy, moving up on the seconds that have an event,
1105  * and then decaying until the next event.  At rates slower than
1106  * about one in 32 seconds, it decays all the way back to zero between
1107  * each event.
1108  */
1109
1110 #define FM_COEF 933             /* coefficient for half-life of 10 secs */
1111 #define FM_MAXTICKS ((time_t)99) /* useless computing more ticks than this */
1112 #define FM_MAXCNT 1000000       /* limit cnt to avoid overflow */
1113 #define FM_SCALE 1000           /* faux fixed point scale */
1114
1115 /* Initialize a frequency meter */
1116 static void fmeter_init(struct fmeter *fmp)
1117 {
1118         fmp->cnt = 0;
1119         fmp->val = 0;
1120         fmp->time = 0;
1121         spin_lock_init(&fmp->lock);
1122 }
1123
1124 /* Internal meter update - process cnt events and update value */
1125 static void fmeter_update(struct fmeter *fmp)
1126 {
1127         time_t now = get_seconds();
1128         time_t ticks = now - fmp->time;
1129
1130         if (ticks == 0)
1131                 return;
1132
1133         ticks = min(FM_MAXTICKS, ticks);
1134         while (ticks-- > 0)
1135                 fmp->val = (FM_COEF * fmp->val) / FM_SCALE;
1136         fmp->time = now;
1137
1138         fmp->val += ((FM_SCALE - FM_COEF) * fmp->cnt) / FM_SCALE;
1139         fmp->cnt = 0;
1140 }
1141
1142 /* Process any previous ticks, then bump cnt by one (times scale). */
1143 static void fmeter_markevent(struct fmeter *fmp)
1144 {
1145         spin_lock(&fmp->lock);
1146         fmeter_update(fmp);
1147         fmp->cnt = min(FM_MAXCNT, fmp->cnt + FM_SCALE);
1148         spin_unlock(&fmp->lock);
1149 }
1150
1151 /* Process any previous ticks, then return current value. */
1152 static int fmeter_getrate(struct fmeter *fmp)
1153 {
1154         int val;
1155
1156         spin_lock(&fmp->lock);
1157         fmeter_update(fmp);
1158         val = fmp->val;
1159         spin_unlock(&fmp->lock);
1160         return val;
1161 }
1162
1163 /*
1164  * Attack task specified by pid in 'pidbuf' to cpuset 'cs', possibly
1165  * writing the path of the old cpuset in 'ppathbuf' if it needs to be
1166  * notified on release.
1167  *
1168  * Call holding manage_mutex.  May take callback_mutex and task_lock of
1169  * the task 'pid' during call.
1170  */
1171
1172 static int attach_task(struct cpuset *cs, char *pidbuf, char **ppathbuf)
1173 {
1174         pid_t pid;
1175         struct task_struct *tsk;
1176         struct cpuset *oldcs;
1177         cpumask_t cpus;
1178         nodemask_t from, to;
1179         struct mm_struct *mm;
1180
1181         if (sscanf(pidbuf, "%d", &pid) != 1)
1182                 return -EIO;
1183         if (cpus_empty(cs->cpus_allowed) || nodes_empty(cs->mems_allowed))
1184                 return -ENOSPC;
1185
1186         if (pid) {
1187                 read_lock(&tasklist_lock);
1188
1189                 tsk = find_task_by_pid(pid);
1190                 if (!tsk || tsk->flags & PF_EXITING) {
1191                         read_unlock(&tasklist_lock);
1192                         return -ESRCH;
1193                 }
1194
1195                 get_task_struct(tsk);
1196                 read_unlock(&tasklist_lock);
1197
1198                 if ((current->euid) && (current->euid != tsk->uid)
1199                     && (current->euid != tsk->suid)) {
1200                         put_task_struct(tsk);
1201                         return -EACCES;
1202                 }
1203         } else {
1204                 tsk = current;
1205                 get_task_struct(tsk);
1206         }
1207
1208         mutex_lock(&callback_mutex);
1209
1210         task_lock(tsk);
1211         oldcs = tsk->cpuset;
1212         if (!oldcs) {
1213                 task_unlock(tsk);
1214                 mutex_unlock(&callback_mutex);
1215                 put_task_struct(tsk);
1216                 return -ESRCH;
1217         }
1218         atomic_inc(&cs->count);
1219         rcu_assign_pointer(tsk->cpuset, cs);
1220         task_unlock(tsk);
1221
1222         guarantee_online_cpus(cs, &cpus);
1223         set_cpus_allowed(tsk, cpus);
1224
1225         from = oldcs->mems_allowed;
1226         to = cs->mems_allowed;
1227
1228         mutex_unlock(&callback_mutex);
1229
1230         mm = get_task_mm(tsk);
1231         if (mm) {
1232                 mpol_rebind_mm(mm, &to);
1233                 if (is_memory_migrate(cs))
1234                         cpuset_migrate_mm(mm, &from, &to);
1235                 mmput(mm);
1236         }
1237
1238         put_task_struct(tsk);
1239         synchronize_rcu();
1240         if (atomic_dec_and_test(&oldcs->count))
1241                 check_for_release(oldcs, ppathbuf);
1242         return 0;
1243 }
1244
1245 /* The various types of files and directories in a cpuset file system */
1246
1247 typedef enum {
1248         FILE_ROOT,
1249         FILE_DIR,
1250         FILE_MEMORY_MIGRATE,
1251         FILE_CPULIST,
1252         FILE_MEMLIST,
1253         FILE_CPU_EXCLUSIVE,
1254         FILE_MEM_EXCLUSIVE,
1255         FILE_NOTIFY_ON_RELEASE,
1256         FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED,
1257         FILE_MEMORY_PRESSURE,
1258         FILE_SPREAD_PAGE,
1259         FILE_SPREAD_SLAB,
1260         FILE_TASKLIST,
1261 } cpuset_filetype_t;
1262
1263 static ssize_t cpuset_common_file_write(struct file *file, const char __user *userbuf,
1264                                         size_t nbytes, loff_t *unused_ppos)
1265 {
1266         struct cpuset *cs = __d_cs(file->f_dentry->d_parent);
1267         struct cftype *cft = __d_cft(file->f_dentry);
1268         cpuset_filetype_t type = cft->private;
1269         char *buffer;
1270         char *pathbuf = NULL;
1271         int retval = 0;
1272
1273         /* Crude upper limit on largest legitimate cpulist user might write. */
1274         if (nbytes > 100 + 6 * NR_CPUS)
1275                 return -E2BIG;
1276
1277         /* +1 for nul-terminator */
1278         if ((buffer = kmalloc(nbytes + 1, GFP_KERNEL)) == 0)
1279                 return -ENOMEM;
1280
1281         if (copy_from_user(buffer, userbuf, nbytes)) {
1282                 retval = -EFAULT;
1283                 goto out1;
1284         }
1285         buffer[nbytes] = 0;     /* nul-terminate */
1286
1287         mutex_lock(&manage_mutex);
1288
1289         if (is_removed(cs)) {
1290                 retval = -ENODEV;
1291                 goto out2;
1292         }
1293
1294         switch (type) {
1295         case FILE_CPULIST:
1296                 retval = update_cpumask(cs, buffer);
1297                 break;
1298         case FILE_MEMLIST:
1299                 retval = update_nodemask(cs, buffer);
1300                 break;
1301         case FILE_CPU_EXCLUSIVE:
1302                 retval = update_flag(CS_CPU_EXCLUSIVE, cs, buffer);
1303                 break;
1304         case FILE_MEM_EXCLUSIVE:
1305                 retval = update_flag(CS_MEM_EXCLUSIVE, cs, buffer);
1306                 break;
1307         case FILE_NOTIFY_ON_RELEASE:
1308                 retval = update_flag(CS_NOTIFY_ON_RELEASE, cs, buffer);
1309                 break;
1310         case FILE_MEMORY_MIGRATE:
1311                 retval = update_flag(CS_MEMORY_MIGRATE, cs, buffer);
1312                 break;
1313         case FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED:
1314                 retval = update_memory_pressure_enabled(cs, buffer);
1315                 break;
1316         case FILE_MEMORY_PRESSURE:
1317                 retval = -EACCES;
1318                 break;
1319         case FILE_SPREAD_PAGE:
1320                 retval = update_flag(CS_SPREAD_PAGE, cs, buffer);
1321                 cs->mems_generation = cpuset_mems_generation++;
1322                 break;
1323         case FILE_SPREAD_SLAB:
1324                 retval = update_flag(CS_SPREAD_SLAB, cs, buffer);
1325                 cs->mems_generation = cpuset_mems_generation++;
1326                 break;
1327         case FILE_TASKLIST:
1328                 retval = attach_task(cs, buffer, &pathbuf);
1329                 break;
1330         default:
1331                 retval = -EINVAL;
1332                 goto out2;
1333         }
1334
1335         if (retval == 0)
1336                 retval = nbytes;
1337 out2:
1338         mutex_unlock(&manage_mutex);
1339         cpuset_release_agent(pathbuf);
1340 out1:
1341         kfree(buffer);
1342         return retval;
1343 }
1344
1345 static ssize_t cpuset_file_write(struct file *file, const char __user *buf,
1346                                                 size_t nbytes, loff_t *ppos)
1347 {
1348         ssize_t retval = 0;
1349         struct cftype *cft = __d_cft(file->f_dentry);
1350         if (!cft)
1351                 return -ENODEV;
1352
1353         /* special function ? */
1354         if (cft->write)
1355                 retval = cft->write(file, buf, nbytes, ppos);
1356         else
1357                 retval = cpuset_common_file_write(file, buf, nbytes, ppos);
1358
1359         return retval;
1360 }
1361
1362 /*
1363  * These ascii lists should be read in a single call, by using a user
1364  * buffer large enough to hold the entire map.  If read in smaller
1365  * chunks, there is no guarantee of atomicity.  Since the display format
1366  * used, list of ranges of sequential numbers, is variable length,
1367  * and since these maps can change value dynamically, one could read
1368  * gibberish by doing partial reads while a list was changing.
1369  * A single large read to a buffer that crosses a page boundary is
1370  * ok, because the result being copied to user land is not recomputed
1371  * across a page fault.
1372  */
1373
1374 static int cpuset_sprintf_cpulist(char *page, struct cpuset *cs)
1375 {
1376         cpumask_t mask;
1377
1378         mutex_lock(&callback_mutex);
1379         mask = cs->cpus_allowed;
1380         mutex_unlock(&callback_mutex);
1381
1382         return cpulist_scnprintf(page, PAGE_SIZE, mask);
1383 }
1384
1385 static int cpuset_sprintf_memlist(char *page, struct cpuset *cs)
1386 {
1387         nodemask_t mask;
1388
1389         mutex_lock(&callback_mutex);
1390         mask = cs->mems_allowed;
1391         mutex_unlock(&callback_mutex);
1392
1393         return nodelist_scnprintf(page, PAGE_SIZE, mask);
1394 }
1395
1396 static ssize_t cpuset_common_file_read(struct file *file, char __user *buf,
1397                                 size_t nbytes, loff_t *ppos)
1398 {
1399         struct cftype *cft = __d_cft(file->f_dentry);
1400         struct cpuset *cs = __d_cs(file->f_dentry->d_parent);
1401         cpuset_filetype_t type = cft->private;
1402         char *page;
1403         ssize_t retval = 0;
1404         char *s;
1405
1406         if (!(page = (char *)__get_free_page(GFP_KERNEL)))
1407                 return -ENOMEM;
1408
1409         s = page;
1410
1411         switch (type) {
1412         case FILE_CPULIST:
1413                 s += cpuset_sprintf_cpulist(s, cs);
1414                 break;
1415         case FILE_MEMLIST:
1416                 s += cpuset_sprintf_memlist(s, cs);
1417                 break;
1418         case FILE_CPU_EXCLUSIVE:
1419                 *s++ = is_cpu_exclusive(cs) ? '1' : '0';
1420                 break;
1421         case FILE_MEM_EXCLUSIVE:
1422                 *s++ = is_mem_exclusive(cs) ? '1' : '0';
1423                 break;
1424         case FILE_NOTIFY_ON_RELEASE:
1425                 *s++ = notify_on_release(cs) ? '1' : '0';
1426                 break;
1427         case FILE_MEMORY_MIGRATE:
1428                 *s++ = is_memory_migrate(cs) ? '1' : '0';
1429                 break;
1430         case FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED:
1431                 *s++ = cpuset_memory_pressure_enabled ? '1' : '0';
1432                 break;
1433         case FILE_MEMORY_PRESSURE:
1434                 s += sprintf(s, "%d", fmeter_getrate(&cs->fmeter));
1435                 break;
1436         case FILE_SPREAD_PAGE:
1437                 *s++ = is_spread_page(cs) ? '1' : '0';
1438                 break;
1439         case FILE_SPREAD_SLAB:
1440                 *s++ = is_spread_slab(cs) ? '1' : '0';
1441                 break;
1442         default:
1443                 retval = -EINVAL;
1444                 goto out;
1445         }
1446         *s++ = '\n';
1447
1448         retval = simple_read_from_buffer(buf, nbytes, ppos, page, s - page);
1449 out:
1450         free_page((unsigned long)page);
1451         return retval;
1452 }
1453
1454 static ssize_t cpuset_file_read(struct file *file, char __user *buf, size_t nbytes,
1455                                                                 loff_t *ppos)
1456 {
1457         ssize_t retval = 0;
1458         struct cftype *cft = __d_cft(file->f_dentry);
1459         if (!cft)
1460                 return -ENODEV;
1461
1462         /* special function ? */
1463         if (cft->read)
1464                 retval = cft->read(file, buf, nbytes, ppos);
1465         else
1466                 retval = cpuset_common_file_read(file, buf, nbytes, ppos);
1467
1468         return retval;
1469 }
1470
1471 static int cpuset_file_open(struct inode *inode, struct file *file)
1472 {
1473         int err;
1474         struct cftype *cft;
1475
1476         err = generic_file_open(inode, file);
1477         if (err)
1478                 return err;
1479
1480         cft = __d_cft(file->f_dentry);
1481         if (!cft)
1482                 return -ENODEV;
1483         if (cft->open)
1484                 err = cft->open(inode, file);
1485         else
1486                 err = 0;
1487
1488         return err;
1489 }
1490
1491 static int cpuset_file_release(struct inode *inode, struct file *file)
1492 {
1493         struct cftype *cft = __d_cft(file->f_dentry);
1494         if (cft->release)
1495                 return cft->release(inode, file);
1496         return 0;
1497 }
1498
1499 /*
1500  * cpuset_rename - Only allow simple rename of directories in place.
1501  */
1502 static int cpuset_rename(struct inode *old_dir, struct dentry *old_dentry,
1503                   struct inode *new_dir, struct dentry *new_dentry)
1504 {
1505         if (!S_ISDIR(old_dentry->d_inode->i_mode))
1506                 return -ENOTDIR;
1507         if (new_dentry->d_inode)
1508                 return -EEXIST;
1509         if (old_dir != new_dir)
1510                 return -EIO;
1511         return simple_rename(old_dir, old_dentry, new_dir, new_dentry);
1512 }
1513
1514 static struct file_operations cpuset_file_operations = {
1515         .read = cpuset_file_read,
1516         .write = cpuset_file_write,
1517         .llseek = generic_file_llseek,
1518         .open = cpuset_file_open,
1519         .release = cpuset_file_release,
1520 };
1521
1522 static struct inode_operations cpuset_dir_inode_operations = {
1523         .lookup = simple_lookup,
1524         .mkdir = cpuset_mkdir,
1525         .rmdir = cpuset_rmdir,
1526         .rename = cpuset_rename,
1527 };
1528
1529 static int cpuset_create_file(struct dentry *dentry, int mode)
1530 {
1531         struct inode *inode;
1532
1533         if (!dentry)
1534                 return -ENOENT;
1535         if (dentry->d_inode)
1536                 return -EEXIST;
1537
1538         inode = cpuset_new_inode(mode);
1539         if (!inode)
1540                 return -ENOMEM;
1541
1542         if (S_ISDIR(mode)) {
1543                 inode->i_op = &cpuset_dir_inode_operations;
1544                 inode->i_fop = &simple_dir_operations;
1545
1546                 /* start off with i_nlink == 2 (for "." entry) */
1547                 inode->i_nlink++;
1548         } else if (S_ISREG(mode)) {
1549                 inode->i_size = 0;
1550                 inode->i_fop = &cpuset_file_operations;
1551         }
1552
1553         d_instantiate(dentry, inode);
1554         dget(dentry);   /* Extra count - pin the dentry in core */
1555         return 0;
1556 }
1557
1558 /*
1559  *      cpuset_create_dir - create a directory for an object.
1560  *      cs:     the cpuset we create the directory for.
1561  *              It must have a valid ->parent field
1562  *              And we are going to fill its ->dentry field.
1563  *      name:   The name to give to the cpuset directory. Will be copied.
1564  *      mode:   mode to set on new directory.
1565  */
1566
1567 static int cpuset_create_dir(struct cpuset *cs, const char *name, int mode)
1568 {
1569         struct dentry *dentry = NULL;
1570         struct dentry *parent;
1571         int error = 0;
1572
1573         parent = cs->parent->dentry;
1574         dentry = cpuset_get_dentry(parent, name);
1575         if (IS_ERR(dentry))
1576                 return PTR_ERR(dentry);
1577         error = cpuset_create_file(dentry, S_IFDIR | mode);
1578         if (!error) {
1579                 dentry->d_fsdata = cs;
1580                 parent->d_inode->i_nlink++;
1581                 cs->dentry = dentry;
1582         }
1583         dput(dentry);
1584
1585         return error;
1586 }
1587
1588 static int cpuset_add_file(struct dentry *dir, const struct cftype *cft)
1589 {
1590         struct dentry *dentry;
1591         int error;
1592
1593         mutex_lock(&dir->d_inode->i_mutex);
1594         dentry = cpuset_get_dentry(dir, cft->name);
1595         if (!IS_ERR(dentry)) {
1596                 error = cpuset_create_file(dentry, 0644 | S_IFREG);
1597                 if (!error)
1598                         dentry->d_fsdata = (void *)cft;
1599                 dput(dentry);
1600         } else
1601                 error = PTR_ERR(dentry);
1602         mutex_unlock(&dir->d_inode->i_mutex);
1603         return error;
1604 }
1605
1606 /*
1607  * Stuff for reading the 'tasks' file.
1608  *
1609  * Reading this file can return large amounts of data if a cpuset has
1610  * *lots* of attached tasks. So it may need several calls to read(),
1611  * but we cannot guarantee that the information we produce is correct
1612  * unless we produce it entirely atomically.
1613  *
1614  * Upon tasks file open(), a struct ctr_struct is allocated, that
1615  * will have a pointer to an array (also allocated here).  The struct
1616  * ctr_struct * is stored in file->private_data.  Its resources will
1617  * be freed by release() when the file is closed.  The array is used
1618  * to sprintf the PIDs and then used by read().
1619  */
1620
1621 /* cpusets_tasks_read array */
1622
1623 struct ctr_struct {
1624         char *buf;
1625         int bufsz;
1626 };
1627
1628 /*
1629  * Load into 'pidarray' up to 'npids' of the tasks using cpuset 'cs'.
1630  * Return actual number of pids loaded.  No need to task_lock(p)
1631  * when reading out p->cpuset, as we don't really care if it changes
1632  * on the next cycle, and we are not going to try to dereference it.
1633  */
1634 static int pid_array_load(pid_t *pidarray, int npids, struct cpuset *cs)
1635 {
1636         int n = 0;
1637         struct task_struct *g, *p;
1638
1639         read_lock(&tasklist_lock);
1640
1641         do_each_thread(g, p) {
1642                 if (p->cpuset == cs) {
1643                         pidarray[n++] = p->pid;
1644                         if (unlikely(n == npids))
1645                                 goto array_full;
1646                 }
1647         } while_each_thread(g, p);
1648
1649 array_full:
1650         read_unlock(&tasklist_lock);
1651         return n;
1652 }
1653
1654 static int cmppid(const void *a, const void *b)
1655 {
1656         return *(pid_t *)a - *(pid_t *)b;
1657 }
1658
1659 /*
1660  * Convert array 'a' of 'npids' pid_t's to a string of newline separated
1661  * decimal pids in 'buf'.  Don't write more than 'sz' chars, but return
1662  * count 'cnt' of how many chars would be written if buf were large enough.
1663  */
1664 static int pid_array_to_buf(char *buf, int sz, pid_t *a, int npids)
1665 {
1666         int cnt = 0;
1667         int i;
1668
1669         for (i = 0; i < npids; i++)
1670                 cnt += snprintf(buf + cnt, max(sz - cnt, 0), "%d\n", a[i]);
1671         return cnt;
1672 }
1673
1674 /*
1675  * Handle an open on 'tasks' file.  Prepare a buffer listing the
1676  * process id's of tasks currently attached to the cpuset being opened.
1677  *
1678  * Does not require any specific cpuset mutexes, and does not take any.
1679  */
1680 static int cpuset_tasks_open(struct inode *unused, struct file *file)
1681 {
1682         struct cpuset *cs = __d_cs(file->f_dentry->d_parent);
1683         struct ctr_struct *ctr;
1684         pid_t *pidarray;
1685         int npids;
1686         char c;
1687
1688         if (!(file->f_mode & FMODE_READ))
1689                 return 0;
1690
1691         ctr = kmalloc(sizeof(*ctr), GFP_KERNEL);
1692         if (!ctr)
1693                 goto err0;
1694
1695         /*
1696          * If cpuset gets more users after we read count, we won't have
1697          * enough space - tough.  This race is indistinguishable to the
1698          * caller from the case that the additional cpuset users didn't
1699          * show up until sometime later on.
1700          */
1701         npids = atomic_read(&cs->count);
1702         pidarray = kmalloc(npids * sizeof(pid_t), GFP_KERNEL);
1703         if (!pidarray)
1704                 goto err1;
1705
1706         npids = pid_array_load(pidarray, npids, cs);
1707         sort(pidarray, npids, sizeof(pid_t), cmppid, NULL);
1708
1709         /* Call pid_array_to_buf() twice, first just to get bufsz */
1710         ctr->bufsz = pid_array_to_buf(&c, sizeof(c), pidarray, npids) + 1;
1711         ctr->buf = kmalloc(ctr->bufsz, GFP_KERNEL);
1712         if (!ctr->buf)
1713                 goto err2;
1714         ctr->bufsz = pid_array_to_buf(ctr->buf, ctr->bufsz, pidarray, npids);
1715
1716         kfree(pidarray);
1717         file->private_data = ctr;
1718         return 0;
1719
1720 err2:
1721         kfree(pidarray);
1722 err1:
1723         kfree(ctr);
1724 err0:
1725         return -ENOMEM;
1726 }
1727
1728 static ssize_t cpuset_tasks_read(struct file *file, char __user *buf,
1729                                                 size_t nbytes, loff_t *ppos)
1730 {
1731         struct ctr_struct *ctr = file->private_data;
1732
1733         if (*ppos + nbytes > ctr->bufsz)
1734                 nbytes = ctr->bufsz - *ppos;
1735         if (copy_to_user(buf, ctr->buf + *ppos, nbytes))
1736                 return -EFAULT;
1737         *ppos += nbytes;
1738         return nbytes;
1739 }
1740
1741 static int cpuset_tasks_release(struct inode *unused_inode, struct file *file)
1742 {
1743         struct ctr_struct *ctr;
1744
1745         if (file->f_mode & FMODE_READ) {
1746                 ctr = file->private_data;
1747                 kfree(ctr->buf);
1748                 kfree(ctr);
1749         }
1750         return 0;
1751 }
1752
1753 /*
1754  * for the common functions, 'private' gives the type of file
1755  */
1756
1757 static struct cftype cft_tasks = {
1758         .name = "tasks",
1759         .open = cpuset_tasks_open,
1760         .read = cpuset_tasks_read,
1761         .release = cpuset_tasks_release,
1762         .private = FILE_TASKLIST,
1763 };
1764
1765 static struct cftype cft_cpus = {
1766         .name = "cpus",
1767         .private = FILE_CPULIST,
1768 };
1769
1770 static struct cftype cft_mems = {
1771         .name = "mems",
1772         .private = FILE_MEMLIST,
1773 };
1774
1775 static struct cftype cft_cpu_exclusive = {
1776         .name = "cpu_exclusive",
1777         .private = FILE_CPU_EXCLUSIVE,
1778 };
1779
1780 static struct cftype cft_mem_exclusive = {
1781         .name = "mem_exclusive",
1782         .private = FILE_MEM_EXCLUSIVE,
1783 };
1784
1785 static struct cftype cft_notify_on_release = {
1786         .name = "notify_on_release",
1787         .private = FILE_NOTIFY_ON_RELEASE,
1788 };
1789
1790 static struct cftype cft_memory_migrate = {
1791         .name = "memory_migrate",
1792         .private = FILE_MEMORY_MIGRATE,
1793 };
1794
1795 static struct cftype cft_memory_pressure_enabled = {
1796         .name = "memory_pressure_enabled",
1797         .private = FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED,
1798 };
1799
1800 static struct cftype cft_memory_pressure = {
1801         .name = "memory_pressure",
1802         .private = FILE_MEMORY_PRESSURE,
1803 };
1804
1805 static struct cftype cft_spread_page = {
1806         .name = "memory_spread_page",
1807         .private = FILE_SPREAD_PAGE,
1808 };
1809
1810 static struct cftype cft_spread_slab = {
1811         .name = "memory_spread_slab",
1812         .private = FILE_SPREAD_SLAB,
1813 };
1814
1815 static int cpuset_populate_dir(struct dentry *cs_dentry)
1816 {
1817         int err;
1818
1819         if ((err = cpuset_add_file(cs_dentry, &cft_cpus)) < 0)
1820                 return err;
1821         if ((err = cpuset_add_file(cs_dentry, &cft_mems)) < 0)
1822                 return err;
1823         if ((err = cpuset_add_file(cs_dentry, &cft_cpu_exclusive)) < 0)
1824                 return err;
1825         if ((err = cpuset_add_file(cs_dentry, &cft_mem_exclusive)) < 0)
1826                 return err;
1827         if ((err = cpuset_add_file(cs_dentry, &cft_notify_on_release)) < 0)
1828                 return err;
1829         if ((err = cpuset_add_file(cs_dentry, &cft_memory_migrate)) < 0)
1830                 return err;
1831         if ((err = cpuset_add_file(cs_dentry, &cft_memory_pressure)) < 0)
1832                 return err;
1833         if ((err = cpuset_add_file(cs_dentry, &cft_spread_page)) < 0)
1834                 return err;
1835         if ((err = cpuset_add_file(cs_dentry, &cft_spread_slab)) < 0)
1836                 return err;
1837         if ((err = cpuset_add_file(cs_dentry, &cft_tasks)) < 0)
1838                 return err;
1839         return 0;
1840 }
1841
1842 /*
1843  *      cpuset_create - create a cpuset
1844  *      parent: cpuset that will be parent of the new cpuset.
1845  *      name:           name of the new cpuset. Will be strcpy'ed.
1846  *      mode:           mode to set on new inode
1847  *
1848  *      Must be called with the mutex on the parent inode held
1849  */
1850
1851 static long cpuset_create(struct cpuset *parent, const char *name, int mode)
1852 {
1853         struct cpuset *cs;
1854         int err;
1855
1856         cs = kmalloc(sizeof(*cs), GFP_KERNEL);
1857         if (!cs)
1858                 return -ENOMEM;
1859
1860         mutex_lock(&manage_mutex);
1861         cpuset_update_task_memory_state();
1862         cs->flags = 0;
1863         if (notify_on_release(parent))
1864                 set_bit(CS_NOTIFY_ON_RELEASE, &cs->flags);
1865         if (is_spread_page(parent))
1866                 set_bit(CS_SPREAD_PAGE, &cs->flags);
1867         if (is_spread_slab(parent))
1868                 set_bit(CS_SPREAD_SLAB, &cs->flags);
1869         cs->cpus_allowed = CPU_MASK_NONE;
1870         cs->mems_allowed = NODE_MASK_NONE;
1871         atomic_set(&cs->count, 0);
1872         INIT_LIST_HEAD(&cs->sibling);
1873         INIT_LIST_HEAD(&cs->children);
1874         cs->mems_generation = cpuset_mems_generation++;
1875         fmeter_init(&cs->fmeter);
1876
1877         cs->parent = parent;
1878
1879         mutex_lock(&callback_mutex);
1880         list_add(&cs->sibling, &cs->parent->children);
1881         number_of_cpusets++;
1882         mutex_unlock(&callback_mutex);
1883
1884         err = cpuset_create_dir(cs, name, mode);
1885         if (err < 0)
1886                 goto err;
1887
1888         /*
1889          * Release manage_mutex before cpuset_populate_dir() because it
1890          * will down() this new directory's i_mutex and if we race with
1891          * another mkdir, we might deadlock.
1892          */
1893         mutex_unlock(&manage_mutex);
1894
1895         err = cpuset_populate_dir(cs->dentry);
1896         /* If err < 0, we have a half-filled directory - oh well ;) */
1897         return 0;
1898 err:
1899         list_del(&cs->sibling);
1900         mutex_unlock(&manage_mutex);
1901         kfree(cs);
1902         return err;
1903 }
1904
1905 static int cpuset_mkdir(struct inode *dir, struct dentry *dentry, int mode)
1906 {
1907         struct cpuset *c_parent = dentry->d_parent->d_fsdata;
1908
1909         /* the vfs holds inode->i_mutex already */
1910         return cpuset_create(c_parent, dentry->d_name.name, mode | S_IFDIR);
1911 }
1912
1913 static int cpuset_rmdir(struct inode *unused_dir, struct dentry *dentry)
1914 {
1915         struct cpuset *cs = dentry->d_fsdata;
1916         struct dentry *d;
1917         struct cpuset *parent;
1918         char *pathbuf = NULL;
1919
1920         /* the vfs holds both inode->i_mutex already */
1921
1922         mutex_lock(&manage_mutex);
1923         cpuset_update_task_memory_state();
1924         if (atomic_read(&cs->count) > 0) {
1925                 mutex_unlock(&manage_mutex);
1926                 return -EBUSY;
1927         }
1928         if (!list_empty(&cs->children)) {
1929                 mutex_unlock(&manage_mutex);
1930                 return -EBUSY;
1931         }
1932         parent = cs->parent;
1933         mutex_lock(&callback_mutex);
1934         set_bit(CS_REMOVED, &cs->flags);
1935         if (is_cpu_exclusive(cs))
1936                 update_cpu_domains(cs);
1937         list_del(&cs->sibling); /* delete my sibling from parent->children */
1938         spin_lock(&cs->dentry->d_lock);
1939         d = dget(cs->dentry);
1940         cs->dentry = NULL;
1941         spin_unlock(&d->d_lock);
1942         cpuset_d_remove_dir(d);
1943         dput(d);
1944         number_of_cpusets--;
1945         mutex_unlock(&callback_mutex);
1946         if (list_empty(&parent->children))
1947                 check_for_release(parent, &pathbuf);
1948         mutex_unlock(&manage_mutex);
1949         cpuset_release_agent(pathbuf);
1950         return 0;
1951 }
1952
1953 /*
1954  * cpuset_init_early - just enough so that the calls to
1955  * cpuset_update_task_memory_state() in early init code
1956  * are harmless.
1957  */
1958
1959 int __init cpuset_init_early(void)
1960 {
1961         struct task_struct *tsk = current;
1962
1963         tsk->cpuset = &top_cpuset;
1964         tsk->cpuset->mems_generation = cpuset_mems_generation++;
1965         return 0;
1966 }
1967
1968 /**
1969  * cpuset_init - initialize cpusets at system boot
1970  *
1971  * Description: Initialize top_cpuset and the cpuset internal file system,
1972  **/
1973
1974 int __init cpuset_init(void)
1975 {
1976         struct dentry *root;
1977         int err;
1978
1979         top_cpuset.cpus_allowed = CPU_MASK_ALL;
1980         top_cpuset.mems_allowed = NODE_MASK_ALL;
1981
1982         fmeter_init(&top_cpuset.fmeter);
1983         top_cpuset.mems_generation = cpuset_mems_generation++;
1984
1985         init_task.cpuset = &top_cpuset;
1986
1987         err = register_filesystem(&cpuset_fs_type);
1988         if (err < 0)
1989                 goto out;
1990         cpuset_mount = kern_mount(&cpuset_fs_type);
1991         if (IS_ERR(cpuset_mount)) {
1992                 printk(KERN_ERR "cpuset: could not mount!\n");
1993                 err = PTR_ERR(cpuset_mount);
1994                 cpuset_mount = NULL;
1995                 goto out;
1996         }
1997         root = cpuset_mount->mnt_sb->s_root;
1998         root->d_fsdata = &top_cpuset;
1999         root->d_inode->i_nlink++;
2000         top_cpuset.dentry = root;
2001         root->d_inode->i_op = &cpuset_dir_inode_operations;
2002         number_of_cpusets = 1;
2003         err = cpuset_populate_dir(root);
2004         /* memory_pressure_enabled is in root cpuset only */
2005         if (err == 0)
2006                 err = cpuset_add_file(root, &cft_memory_pressure_enabled);
2007 out:
2008         return err;
2009 }
2010
2011 /**
2012  * cpuset_init_smp - initialize cpus_allowed
2013  *
2014  * Description: Finish top cpuset after cpu, node maps are initialized
2015  **/
2016
2017 void __init cpuset_init_smp(void)
2018 {
2019         top_cpuset.cpus_allowed = cpu_online_map;
2020         top_cpuset.mems_allowed = node_online_map;
2021 }
2022
2023 /**
2024  * cpuset_fork - attach newly forked task to its parents cpuset.
2025  * @tsk: pointer to task_struct of forking parent process.
2026  *
2027  * Description: A task inherits its parent's cpuset at fork().
2028  *
2029  * A pointer to the shared cpuset was automatically copied in fork.c
2030  * by dup_task_struct().  However, we ignore that copy, since it was
2031  * not made under the protection of task_lock(), so might no longer be
2032  * a valid cpuset pointer.  attach_task() might have already changed
2033  * current->cpuset, allowing the previously referenced cpuset to
2034  * be removed and freed.  Instead, we task_lock(current) and copy
2035  * its present value of current->cpuset for our freshly forked child.
2036  *
2037  * At the point that cpuset_fork() is called, 'current' is the parent
2038  * task, and the passed argument 'child' points to the child task.
2039  **/
2040
2041 void cpuset_fork(struct task_struct *child)
2042 {
2043         task_lock(current);
2044         child->cpuset = current->cpuset;
2045         atomic_inc(&child->cpuset->count);
2046         task_unlock(current);
2047 }
2048
2049 /**
2050  * cpuset_exit - detach cpuset from exiting task
2051  * @tsk: pointer to task_struct of exiting process
2052  *
2053  * Description: Detach cpuset from @tsk and release it.
2054  *
2055  * Note that cpusets marked notify_on_release force every task in
2056  * them to take the global manage_mutex mutex when exiting.
2057  * This could impact scaling on very large systems.  Be reluctant to
2058  * use notify_on_release cpusets where very high task exit scaling
2059  * is required on large systems.
2060  *
2061  * Don't even think about derefencing 'cs' after the cpuset use count
2062  * goes to zero, except inside a critical section guarded by manage_mutex
2063  * or callback_mutex.   Otherwise a zero cpuset use count is a license to
2064  * any other task to nuke the cpuset immediately, via cpuset_rmdir().
2065  *
2066  * This routine has to take manage_mutex, not callback_mutex, because
2067  * it is holding that mutex while calling check_for_release(),
2068  * which calls kmalloc(), so can't be called holding callback_mutex().
2069  *
2070  * We don't need to task_lock() this reference to tsk->cpuset,
2071  * because tsk is already marked PF_EXITING, so attach_task() won't
2072  * mess with it, or task is a failed fork, never visible to attach_task.
2073  *
2074  * the_top_cpuset_hack:
2075  *
2076  *    Set the exiting tasks cpuset to the root cpuset (top_cpuset).
2077  *
2078  *    Don't leave a task unable to allocate memory, as that is an
2079  *    accident waiting to happen should someone add a callout in
2080  *    do_exit() after the cpuset_exit() call that might allocate.
2081  *    If a task tries to allocate memory with an invalid cpuset,
2082  *    it will oops in cpuset_update_task_memory_state().
2083  *
2084  *    We call cpuset_exit() while the task is still competent to
2085  *    handle notify_on_release(), then leave the task attached to
2086  *    the root cpuset (top_cpuset) for the remainder of its exit.
2087  *
2088  *    To do this properly, we would increment the reference count on
2089  *    top_cpuset, and near the very end of the kernel/exit.c do_exit()
2090  *    code we would add a second cpuset function call, to drop that
2091  *    reference.  This would just create an unnecessary hot spot on
2092  *    the top_cpuset reference count, to no avail.
2093  *
2094  *    Normally, holding a reference to a cpuset without bumping its
2095  *    count is unsafe.   The cpuset could go away, or someone could
2096  *    attach us to a different cpuset, decrementing the count on
2097  *    the first cpuset that we never incremented.  But in this case,
2098  *    top_cpuset isn't going away, and either task has PF_EXITING set,
2099  *    which wards off any attach_task() attempts, or task is a failed
2100  *    fork, never visible to attach_task.
2101  *
2102  *    Another way to do this would be to set the cpuset pointer
2103  *    to NULL here, and check in cpuset_update_task_memory_state()
2104  *    for a NULL pointer.  This hack avoids that NULL check, for no
2105  *    cost (other than this way too long comment ;).
2106  **/
2107
2108 void cpuset_exit(struct task_struct *tsk)
2109 {
2110         struct cpuset *cs;
2111
2112         cs = tsk->cpuset;
2113         tsk->cpuset = &top_cpuset;      /* the_top_cpuset_hack - see above */
2114
2115         if (notify_on_release(cs)) {
2116                 char *pathbuf = NULL;
2117
2118                 mutex_lock(&manage_mutex);
2119                 if (atomic_dec_and_test(&cs->count))
2120                         check_for_release(cs, &pathbuf);
2121                 mutex_unlock(&manage_mutex);
2122                 cpuset_release_agent(pathbuf);
2123         } else {
2124                 atomic_dec(&cs->count);
2125         }
2126 }
2127
2128 /**
2129  * cpuset_cpus_allowed - return cpus_allowed mask from a tasks cpuset.
2130  * @tsk: pointer to task_struct from which to obtain cpuset->cpus_allowed.
2131  *
2132  * Description: Returns the cpumask_t cpus_allowed of the cpuset
2133  * attached to the specified @tsk.  Guaranteed to return some non-empty
2134  * subset of cpu_online_map, even if this means going outside the
2135  * tasks cpuset.
2136  **/
2137
2138 cpumask_t cpuset_cpus_allowed(struct task_struct *tsk)
2139 {
2140         cpumask_t mask;
2141
2142         mutex_lock(&callback_mutex);
2143         task_lock(tsk);
2144         guarantee_online_cpus(tsk->cpuset, &mask);
2145         task_unlock(tsk);
2146         mutex_unlock(&callback_mutex);
2147
2148         return mask;
2149 }
2150
2151 void cpuset_init_current_mems_allowed(void)
2152 {
2153         current->mems_allowed = NODE_MASK_ALL;
2154 }
2155
2156 /**
2157  * cpuset_mems_allowed - return mems_allowed mask from a tasks cpuset.
2158  * @tsk: pointer to task_struct from which to obtain cpuset->mems_allowed.
2159  *
2160  * Description: Returns the nodemask_t mems_allowed of the cpuset
2161  * attached to the specified @tsk.  Guaranteed to return some non-empty
2162  * subset of node_online_map, even if this means going outside the
2163  * tasks cpuset.
2164  **/
2165
2166 nodemask_t cpuset_mems_allowed(struct task_struct *tsk)
2167 {
2168         nodemask_t mask;
2169
2170         mutex_lock(&callback_mutex);
2171         task_lock(tsk);
2172         guarantee_online_mems(tsk->cpuset, &mask);
2173         task_unlock(tsk);
2174         mutex_unlock(&callback_mutex);
2175
2176         return mask;
2177 }
2178
2179 /**
2180  * cpuset_zonelist_valid_mems_allowed - check zonelist vs. curremt mems_allowed
2181  * @zl: the zonelist to be checked
2182  *
2183  * Are any of the nodes on zonelist zl allowed in current->mems_allowed?
2184  */
2185 int cpuset_zonelist_valid_mems_allowed(struct zonelist *zl)
2186 {
2187         int i;
2188
2189         for (i = 0; zl->zones[i]; i++) {
2190                 int nid = zl->zones[i]->zone_pgdat->node_id;
2191
2192                 if (node_isset(nid, current->mems_allowed))
2193                         return 1;
2194         }
2195         return 0;
2196 }
2197
2198 /*
2199  * nearest_exclusive_ancestor() - Returns the nearest mem_exclusive
2200  * ancestor to the specified cpuset.  Call holding callback_mutex.
2201  * If no ancestor is mem_exclusive (an unusual configuration), then
2202  * returns the root cpuset.
2203  */
2204 static const struct cpuset *nearest_exclusive_ancestor(const struct cpuset *cs)
2205 {
2206         while (!is_mem_exclusive(cs) && cs->parent)
2207                 cs = cs->parent;
2208         return cs;
2209 }
2210
2211 /**
2212  * cpuset_zone_allowed - Can we allocate memory on zone z's memory node?
2213  * @z: is this zone on an allowed node?
2214  * @gfp_mask: memory allocation flags (we use __GFP_HARDWALL)
2215  *
2216  * If we're in interrupt, yes, we can always allocate.  If zone
2217  * z's node is in our tasks mems_allowed, yes.  If it's not a
2218  * __GFP_HARDWALL request and this zone's nodes is in the nearest
2219  * mem_exclusive cpuset ancestor to this tasks cpuset, yes.
2220  * Otherwise, no.
2221  *
2222  * GFP_USER allocations are marked with the __GFP_HARDWALL bit,
2223  * and do not allow allocations outside the current tasks cpuset.
2224  * GFP_KERNEL allocations are not so marked, so can escape to the
2225  * nearest mem_exclusive ancestor cpuset.
2226  *
2227  * Scanning up parent cpusets requires callback_mutex.  The __alloc_pages()
2228  * routine only calls here with __GFP_HARDWALL bit _not_ set if
2229  * it's a GFP_KERNEL allocation, and all nodes in the current tasks
2230  * mems_allowed came up empty on the first pass over the zonelist.
2231  * So only GFP_KERNEL allocations, if all nodes in the cpuset are
2232  * short of memory, might require taking the callback_mutex mutex.
2233  *
2234  * The first call here from mm/page_alloc:get_page_from_freelist()
2235  * has __GFP_HARDWALL set in gfp_mask, enforcing hardwall cpusets, so
2236  * no allocation on a node outside the cpuset is allowed (unless in
2237  * interrupt, of course).
2238  *
2239  * The second pass through get_page_from_freelist() doesn't even call
2240  * here for GFP_ATOMIC calls.  For those calls, the __alloc_pages()
2241  * variable 'wait' is not set, and the bit ALLOC_CPUSET is not set
2242  * in alloc_flags.  That logic and the checks below have the combined
2243  * affect that:
2244  *      in_interrupt - any node ok (current task context irrelevant)
2245  *      GFP_ATOMIC   - any node ok
2246  *      GFP_KERNEL   - any node in enclosing mem_exclusive cpuset ok
2247  *      GFP_USER     - only nodes in current tasks mems allowed ok.
2248  *
2249  * Rule:
2250  *    Don't call cpuset_zone_allowed() if you can't sleep, unless you
2251  *    pass in the __GFP_HARDWALL flag set in gfp_flag, which disables
2252  *    the code that might scan up ancestor cpusets and sleep.
2253  **/
2254
2255 int __cpuset_zone_allowed(struct zone *z, gfp_t gfp_mask)
2256 {
2257         int node;                       /* node that zone z is on */
2258         const struct cpuset *cs;        /* current cpuset ancestors */
2259         int allowed;                    /* is allocation in zone z allowed? */
2260
2261         if (in_interrupt())
2262                 return 1;
2263         node = z->zone_pgdat->node_id;
2264         might_sleep_if(!(gfp_mask & __GFP_HARDWALL));
2265         if (node_isset(node, current->mems_allowed))
2266                 return 1;
2267         if (gfp_mask & __GFP_HARDWALL)  /* If hardwall request, stop here */
2268                 return 0;
2269
2270         if (current->flags & PF_EXITING) /* Let dying task have memory */
2271                 return 1;
2272
2273         /* Not hardwall and node outside mems_allowed: scan up cpusets */
2274         mutex_lock(&callback_mutex);
2275
2276         task_lock(current);
2277         cs = nearest_exclusive_ancestor(current->cpuset);
2278         task_unlock(current);
2279
2280         allowed = node_isset(node, cs->mems_allowed);
2281         mutex_unlock(&callback_mutex);
2282         return allowed;
2283 }
2284
2285 /**
2286  * cpuset_lock - lock out any changes to cpuset structures
2287  *
2288  * The out of memory (oom) code needs to mutex_lock cpusets
2289  * from being changed while it scans the tasklist looking for a
2290  * task in an overlapping cpuset.  Expose callback_mutex via this
2291  * cpuset_lock() routine, so the oom code can lock it, before
2292  * locking the task list.  The tasklist_lock is a spinlock, so
2293  * must be taken inside callback_mutex.
2294  */
2295
2296 void cpuset_lock(void)
2297 {
2298         mutex_lock(&callback_mutex);
2299 }
2300
2301 /**
2302  * cpuset_unlock - release lock on cpuset changes
2303  *
2304  * Undo the lock taken in a previous cpuset_lock() call.
2305  */
2306
2307 void cpuset_unlock(void)
2308 {
2309         mutex_unlock(&callback_mutex);
2310 }
2311
2312 /**
2313  * cpuset_mem_spread_node() - On which node to begin search for a page
2314  *
2315  * If a task is marked PF_SPREAD_PAGE or PF_SPREAD_SLAB (as for
2316  * tasks in a cpuset with is_spread_page or is_spread_slab set),
2317  * and if the memory allocation used cpuset_mem_spread_node()
2318  * to determine on which node to start looking, as it will for
2319  * certain page cache or slab cache pages such as used for file
2320  * system buffers and inode caches, then instead of starting on the
2321  * local node to look for a free page, rather spread the starting
2322  * node around the tasks mems_allowed nodes.
2323  *
2324  * We don't have to worry about the returned node being offline
2325  * because "it can't happen", and even if it did, it would be ok.
2326  *
2327  * The routines calling guarantee_online_mems() are careful to
2328  * only set nodes in task->mems_allowed that are online.  So it
2329  * should not be possible for the following code to return an
2330  * offline node.  But if it did, that would be ok, as this routine
2331  * is not returning the node where the allocation must be, only
2332  * the node where the search should start.  The zonelist passed to
2333  * __alloc_pages() will include all nodes.  If the slab allocator
2334  * is passed an offline node, it will fall back to the local node.
2335  * See kmem_cache_alloc_node().
2336  */
2337
2338 int cpuset_mem_spread_node(void)
2339 {
2340         int node;
2341
2342         node = next_node(current->cpuset_mem_spread_rotor, current->mems_allowed);
2343         if (node == MAX_NUMNODES)
2344                 node = first_node(current->mems_allowed);
2345         current->cpuset_mem_spread_rotor = node;
2346         return node;
2347 }
2348 EXPORT_SYMBOL_GPL(cpuset_mem_spread_node);
2349
2350 /**
2351  * cpuset_excl_nodes_overlap - Do we overlap @p's mem_exclusive ancestors?
2352  * @p: pointer to task_struct of some other task.
2353  *
2354  * Description: Return true if the nearest mem_exclusive ancestor
2355  * cpusets of tasks @p and current overlap.  Used by oom killer to
2356  * determine if task @p's memory usage might impact the memory
2357  * available to the current task.
2358  *
2359  * Call while holding callback_mutex.
2360  **/
2361
2362 int cpuset_excl_nodes_overlap(const struct task_struct *p)
2363 {
2364         const struct cpuset *cs1, *cs2; /* my and p's cpuset ancestors */
2365         int overlap = 0;                /* do cpusets overlap? */
2366
2367         task_lock(current);
2368         if (current->flags & PF_EXITING) {
2369                 task_unlock(current);
2370                 goto done;
2371         }
2372         cs1 = nearest_exclusive_ancestor(current->cpuset);
2373         task_unlock(current);
2374
2375         task_lock((struct task_struct *)p);
2376         if (p->flags & PF_EXITING) {
2377                 task_unlock((struct task_struct *)p);
2378                 goto done;
2379         }
2380         cs2 = nearest_exclusive_ancestor(p->cpuset);
2381         task_unlock((struct task_struct *)p);
2382
2383         overlap = nodes_intersects(cs1->mems_allowed, cs2->mems_allowed);
2384 done:
2385         return overlap;
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         struct cpuset *cs;
2417
2418         task_lock(current);
2419         cs = current->cpuset;
2420         fmeter_markevent(&cs->fmeter);
2421         task_unlock(current);
2422 }
2423
2424 /*
2425  * proc_cpuset_show()
2426  *  - Print tasks cpuset path into seq_file.
2427  *  - Used for /proc/<pid>/cpuset.
2428  *  - No need to task_lock(tsk) on this tsk->cpuset reference, as it
2429  *    doesn't really matter if tsk->cpuset changes after we read it,
2430  *    and we take manage_mutex, keeping attach_task() from changing it
2431  *    anyway.  No need to check that tsk->cpuset != NULL, thanks to
2432  *    the_top_cpuset_hack in cpuset_exit(), which sets an exiting tasks
2433  *    cpuset to top_cpuset.
2434  */
2435 static int proc_cpuset_show(struct seq_file *m, void *v)
2436 {
2437         struct task_struct *tsk;
2438         char *buf;
2439         int retval = 0;
2440
2441         buf = kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
2442         if (!buf)
2443                 return -ENOMEM;
2444
2445         tsk = m->private;
2446         mutex_lock(&manage_mutex);
2447         retval = cpuset_path(tsk->cpuset, buf, PAGE_SIZE);
2448         if (retval < 0)
2449                 goto out;
2450         seq_puts(m, buf);
2451         seq_putc(m, '\n');
2452 out:
2453         mutex_unlock(&manage_mutex);
2454         kfree(buf);
2455         return retval;
2456 }
2457
2458 static int cpuset_open(struct inode *inode, struct file *file)
2459 {
2460         struct task_struct *tsk = PROC_I(inode)->task;
2461         return single_open(file, proc_cpuset_show, tsk);
2462 }
2463
2464 struct file_operations proc_cpuset_operations = {
2465         .open           = cpuset_open,
2466         .read           = seq_read,
2467         .llseek         = seq_lseek,
2468         .release        = single_release,
2469 };
2470
2471 /* Display task cpus_allowed, mems_allowed in /proc/<pid>/status file. */
2472 char *cpuset_task_status_allowed(struct task_struct *task, char *buffer)
2473 {
2474         buffer += sprintf(buffer, "Cpus_allowed:\t");
2475         buffer += cpumask_scnprintf(buffer, PAGE_SIZE, task->cpus_allowed);
2476         buffer += sprintf(buffer, "\n");
2477         buffer += sprintf(buffer, "Mems_allowed:\t");
2478         buffer += nodemask_scnprintf(buffer, PAGE_SIZE, task->mems_allowed);
2479         buffer += sprintf(buffer, "\n");
2480         return buffer;
2481 }