[PATCH] cpuset: top_cpuset tracks hotplug changes to cpu_online_map
[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/cpu.h>
22 #include <linux/cpumask.h>
23 #include <linux/cpuset.h>
24 #include <linux/err.h>
25 #include <linux/errno.h>
26 #include <linux/file.h>
27 #include <linux/fs.h>
28 #include <linux/init.h>
29 #include <linux/interrupt.h>
30 #include <linux/kernel.h>
31 #include <linux/kmod.h>
32 #include <linux/list.h>
33 #include <linux/mempolicy.h>
34 #include <linux/mm.h>
35 #include <linux/module.h>
36 #include <linux/mount.h>
37 #include <linux/namei.h>
38 #include <linux/pagemap.h>
39 #include <linux/proc_fs.h>
40 #include <linux/rcupdate.h>
41 #include <linux/sched.h>
42 #include <linux/seq_file.h>
43 #include <linux/security.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  * Must not be called holding callback_mutex, because we must
766  * not call lock_cpu_hotplug() while holding callback_mutex.
767  */
768
769 static void update_cpu_domains(struct cpuset *cur)
770 {
771         struct cpuset *c, *par = cur->parent;
772         cpumask_t pspan, cspan;
773
774         if (par == NULL || cpus_empty(cur->cpus_allowed))
775                 return;
776
777         /*
778          * Get all cpus from parent's cpus_allowed not part of exclusive
779          * children
780          */
781         pspan = par->cpus_allowed;
782         list_for_each_entry(c, &par->children, sibling) {
783                 if (is_cpu_exclusive(c))
784                         cpus_andnot(pspan, pspan, c->cpus_allowed);
785         }
786         if (!is_cpu_exclusive(cur)) {
787                 cpus_or(pspan, pspan, cur->cpus_allowed);
788                 if (cpus_equal(pspan, cur->cpus_allowed))
789                         return;
790                 cspan = CPU_MASK_NONE;
791         } else {
792                 if (cpus_empty(pspan))
793                         return;
794                 cspan = cur->cpus_allowed;
795                 /*
796                  * Get all cpus from current cpuset's cpus_allowed not part
797                  * of exclusive children
798                  */
799                 list_for_each_entry(c, &cur->children, sibling) {
800                         if (is_cpu_exclusive(c))
801                                 cpus_andnot(cspan, cspan, c->cpus_allowed);
802                 }
803         }
804
805         lock_cpu_hotplug();
806         partition_sched_domains(&pspan, &cspan);
807         unlock_cpu_hotplug();
808 }
809
810 /*
811  * Call with manage_mutex held.  May take callback_mutex during call.
812  */
813
814 static int update_cpumask(struct cpuset *cs, char *buf)
815 {
816         struct cpuset trialcs;
817         int retval, cpus_unchanged;
818
819         /* top_cpuset.cpus_allowed tracks cpu_online_map; it's read-only */
820         if (cs == &top_cpuset)
821                 return -EACCES;
822
823         trialcs = *cs;
824         retval = cpulist_parse(buf, trialcs.cpus_allowed);
825         if (retval < 0)
826                 return retval;
827         cpus_and(trialcs.cpus_allowed, trialcs.cpus_allowed, cpu_online_map);
828         if (cpus_empty(trialcs.cpus_allowed))
829                 return -ENOSPC;
830         retval = validate_change(cs, &trialcs);
831         if (retval < 0)
832                 return retval;
833         cpus_unchanged = cpus_equal(cs->cpus_allowed, trialcs.cpus_allowed);
834         mutex_lock(&callback_mutex);
835         cs->cpus_allowed = trialcs.cpus_allowed;
836         mutex_unlock(&callback_mutex);
837         if (is_cpu_exclusive(cs) && !cpus_unchanged)
838                 update_cpu_domains(cs);
839         return 0;
840 }
841
842 /*
843  * cpuset_migrate_mm
844  *
845  *    Migrate memory region from one set of nodes to another.
846  *
847  *    Temporarilly set tasks mems_allowed to target nodes of migration,
848  *    so that the migration code can allocate pages on these nodes.
849  *
850  *    Call holding manage_mutex, so our current->cpuset won't change
851  *    during this call, as manage_mutex holds off any attach_task()
852  *    calls.  Therefore we don't need to take task_lock around the
853  *    call to guarantee_online_mems(), as we know no one is changing
854  *    our tasks cpuset.
855  *
856  *    Hold callback_mutex around the two modifications of our tasks
857  *    mems_allowed to synchronize with cpuset_mems_allowed().
858  *
859  *    While the mm_struct we are migrating is typically from some
860  *    other task, the task_struct mems_allowed that we are hacking
861  *    is for our current task, which must allocate new pages for that
862  *    migrating memory region.
863  *
864  *    We call cpuset_update_task_memory_state() before hacking
865  *    our tasks mems_allowed, so that we are assured of being in
866  *    sync with our tasks cpuset, and in particular, callbacks to
867  *    cpuset_update_task_memory_state() from nested page allocations
868  *    won't see any mismatch of our cpuset and task mems_generation
869  *    values, so won't overwrite our hacked tasks mems_allowed
870  *    nodemask.
871  */
872
873 static void cpuset_migrate_mm(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
874                                                         const nodemask_t *to)
875 {
876         struct task_struct *tsk = current;
877
878         cpuset_update_task_memory_state();
879
880         mutex_lock(&callback_mutex);
881         tsk->mems_allowed = *to;
882         mutex_unlock(&callback_mutex);
883
884         do_migrate_pages(mm, from, to, MPOL_MF_MOVE_ALL);
885
886         mutex_lock(&callback_mutex);
887         guarantee_online_mems(tsk->cpuset, &tsk->mems_allowed);
888         mutex_unlock(&callback_mutex);
889 }
890
891 /*
892  * Handle user request to change the 'mems' memory placement
893  * of a cpuset.  Needs to validate the request, update the
894  * cpusets mems_allowed and mems_generation, and for each
895  * task in the cpuset, rebind any vma mempolicies and if
896  * the cpuset is marked 'memory_migrate', migrate the tasks
897  * pages to the new memory.
898  *
899  * Call with manage_mutex held.  May take callback_mutex during call.
900  * Will take tasklist_lock, scan tasklist for tasks in cpuset cs,
901  * lock each such tasks mm->mmap_sem, scan its vma's and rebind
902  * their mempolicies to the cpusets new mems_allowed.
903  */
904
905 static int update_nodemask(struct cpuset *cs, char *buf)
906 {
907         struct cpuset trialcs;
908         nodemask_t oldmem;
909         struct task_struct *g, *p;
910         struct mm_struct **mmarray;
911         int i, n, ntasks;
912         int migrate;
913         int fudge;
914         int retval;
915
916         trialcs = *cs;
917         retval = nodelist_parse(buf, trialcs.mems_allowed);
918         if (retval < 0)
919                 goto done;
920         nodes_and(trialcs.mems_allowed, trialcs.mems_allowed, node_online_map);
921         oldmem = cs->mems_allowed;
922         if (nodes_equal(oldmem, trialcs.mems_allowed)) {
923                 retval = 0;             /* Too easy - nothing to do */
924                 goto done;
925         }
926         if (nodes_empty(trialcs.mems_allowed)) {
927                 retval = -ENOSPC;
928                 goto done;
929         }
930         retval = validate_change(cs, &trialcs);
931         if (retval < 0)
932                 goto done;
933
934         mutex_lock(&callback_mutex);
935         cs->mems_allowed = trialcs.mems_allowed;
936         cs->mems_generation = cpuset_mems_generation++;
937         mutex_unlock(&callback_mutex);
938
939         set_cpuset_being_rebound(cs);           /* causes mpol_copy() rebind */
940
941         fudge = 10;                             /* spare mmarray[] slots */
942         fudge += cpus_weight(cs->cpus_allowed); /* imagine one fork-bomb/cpu */
943         retval = -ENOMEM;
944
945         /*
946          * Allocate mmarray[] to hold mm reference for each task
947          * in cpuset cs.  Can't kmalloc GFP_KERNEL while holding
948          * tasklist_lock.  We could use GFP_ATOMIC, but with a
949          * few more lines of code, we can retry until we get a big
950          * enough mmarray[] w/o using GFP_ATOMIC.
951          */
952         while (1) {
953                 ntasks = atomic_read(&cs->count);       /* guess */
954                 ntasks += fudge;
955                 mmarray = kmalloc(ntasks * sizeof(*mmarray), GFP_KERNEL);
956                 if (!mmarray)
957                         goto done;
958                 write_lock_irq(&tasklist_lock);         /* block fork */
959                 if (atomic_read(&cs->count) <= ntasks)
960                         break;                          /* got enough */
961                 write_unlock_irq(&tasklist_lock);       /* try again */
962                 kfree(mmarray);
963         }
964
965         n = 0;
966
967         /* Load up mmarray[] with mm reference for each task in cpuset. */
968         do_each_thread(g, p) {
969                 struct mm_struct *mm;
970
971                 if (n >= ntasks) {
972                         printk(KERN_WARNING
973                                 "Cpuset mempolicy rebind incomplete.\n");
974                         continue;
975                 }
976                 if (p->cpuset != cs)
977                         continue;
978                 mm = get_task_mm(p);
979                 if (!mm)
980                         continue;
981                 mmarray[n++] = mm;
982         } while_each_thread(g, p);
983         write_unlock_irq(&tasklist_lock);
984
985         /*
986          * Now that we've dropped the tasklist spinlock, we can
987          * rebind the vma mempolicies of each mm in mmarray[] to their
988          * new cpuset, and release that mm.  The mpol_rebind_mm()
989          * call takes mmap_sem, which we couldn't take while holding
990          * tasklist_lock.  Forks can happen again now - the mpol_copy()
991          * cpuset_being_rebound check will catch such forks, and rebind
992          * their vma mempolicies too.  Because we still hold the global
993          * cpuset manage_mutex, we know that no other rebind effort will
994          * be contending for the global variable cpuset_being_rebound.
995          * It's ok if we rebind the same mm twice; mpol_rebind_mm()
996          * is idempotent.  Also migrate pages in each mm to new nodes.
997          */
998         migrate = is_memory_migrate(cs);
999         for (i = 0; i < n; i++) {
1000                 struct mm_struct *mm = mmarray[i];
1001
1002                 mpol_rebind_mm(mm, &cs->mems_allowed);
1003                 if (migrate)
1004                         cpuset_migrate_mm(mm, &oldmem, &cs->mems_allowed);
1005                 mmput(mm);
1006         }
1007
1008         /* We're done rebinding vma's to this cpusets new mems_allowed. */
1009         kfree(mmarray);
1010         set_cpuset_being_rebound(NULL);
1011         retval = 0;
1012 done:
1013         return retval;
1014 }
1015
1016 /*
1017  * Call with manage_mutex held.
1018  */
1019
1020 static int update_memory_pressure_enabled(struct cpuset *cs, char *buf)
1021 {
1022         if (simple_strtoul(buf, NULL, 10) != 0)
1023                 cpuset_memory_pressure_enabled = 1;
1024         else
1025                 cpuset_memory_pressure_enabled = 0;
1026         return 0;
1027 }
1028
1029 /*
1030  * update_flag - read a 0 or a 1 in a file and update associated flag
1031  * bit: the bit to update (CS_CPU_EXCLUSIVE, CS_MEM_EXCLUSIVE,
1032  *                              CS_NOTIFY_ON_RELEASE, CS_MEMORY_MIGRATE,
1033  *                              CS_SPREAD_PAGE, CS_SPREAD_SLAB)
1034  * cs:  the cpuset to update
1035  * buf: the buffer where we read the 0 or 1
1036  *
1037  * Call with manage_mutex held.
1038  */
1039
1040 static int update_flag(cpuset_flagbits_t bit, struct cpuset *cs, char *buf)
1041 {
1042         int turning_on;
1043         struct cpuset trialcs;
1044         int err, cpu_exclusive_changed;
1045
1046         turning_on = (simple_strtoul(buf, NULL, 10) != 0);
1047
1048         trialcs = *cs;
1049         if (turning_on)
1050                 set_bit(bit, &trialcs.flags);
1051         else
1052                 clear_bit(bit, &trialcs.flags);
1053
1054         err = validate_change(cs, &trialcs);
1055         if (err < 0)
1056                 return err;
1057         cpu_exclusive_changed =
1058                 (is_cpu_exclusive(cs) != is_cpu_exclusive(&trialcs));
1059         mutex_lock(&callback_mutex);
1060         if (turning_on)
1061                 set_bit(bit, &cs->flags);
1062         else
1063                 clear_bit(bit, &cs->flags);
1064         mutex_unlock(&callback_mutex);
1065
1066         if (cpu_exclusive_changed)
1067                 update_cpu_domains(cs);
1068         return 0;
1069 }
1070
1071 /*
1072  * Frequency meter - How fast is some event occurring?
1073  *
1074  * These routines manage a digitally filtered, constant time based,
1075  * event frequency meter.  There are four routines:
1076  *   fmeter_init() - initialize a frequency meter.
1077  *   fmeter_markevent() - called each time the event happens.
1078  *   fmeter_getrate() - returns the recent rate of such events.
1079  *   fmeter_update() - internal routine used to update fmeter.
1080  *
1081  * A common data structure is passed to each of these routines,
1082  * which is used to keep track of the state required to manage the
1083  * frequency meter and its digital filter.
1084  *
1085  * The filter works on the number of events marked per unit time.
1086  * The filter is single-pole low-pass recursive (IIR).  The time unit
1087  * is 1 second.  Arithmetic is done using 32-bit integers scaled to
1088  * simulate 3 decimal digits of precision (multiplied by 1000).
1089  *
1090  * With an FM_COEF of 933, and a time base of 1 second, the filter
1091  * has a half-life of 10 seconds, meaning that if the events quit
1092  * happening, then the rate returned from the fmeter_getrate()
1093  * will be cut in half each 10 seconds, until it converges to zero.
1094  *
1095  * It is not worth doing a real infinitely recursive filter.  If more
1096  * than FM_MAXTICKS ticks have elapsed since the last filter event,
1097  * just compute FM_MAXTICKS ticks worth, by which point the level
1098  * will be stable.
1099  *
1100  * Limit the count of unprocessed events to FM_MAXCNT, so as to avoid
1101  * arithmetic overflow in the fmeter_update() routine.
1102  *
1103  * Given the simple 32 bit integer arithmetic used, this meter works
1104  * best for reporting rates between one per millisecond (msec) and
1105  * one per 32 (approx) seconds.  At constant rates faster than one
1106  * per msec it maxes out at values just under 1,000,000.  At constant
1107  * rates between one per msec, and one per second it will stabilize
1108  * to a value N*1000, where N is the rate of events per second.
1109  * At constant rates between one per second and one per 32 seconds,
1110  * it will be choppy, moving up on the seconds that have an event,
1111  * and then decaying until the next event.  At rates slower than
1112  * about one in 32 seconds, it decays all the way back to zero between
1113  * each event.
1114  */
1115
1116 #define FM_COEF 933             /* coefficient for half-life of 10 secs */
1117 #define FM_MAXTICKS ((time_t)99) /* useless computing more ticks than this */
1118 #define FM_MAXCNT 1000000       /* limit cnt to avoid overflow */
1119 #define FM_SCALE 1000           /* faux fixed point scale */
1120
1121 /* Initialize a frequency meter */
1122 static void fmeter_init(struct fmeter *fmp)
1123 {
1124         fmp->cnt = 0;
1125         fmp->val = 0;
1126         fmp->time = 0;
1127         spin_lock_init(&fmp->lock);
1128 }
1129
1130 /* Internal meter update - process cnt events and update value */
1131 static void fmeter_update(struct fmeter *fmp)
1132 {
1133         time_t now = get_seconds();
1134         time_t ticks = now - fmp->time;
1135
1136         if (ticks == 0)
1137                 return;
1138
1139         ticks = min(FM_MAXTICKS, ticks);
1140         while (ticks-- > 0)
1141                 fmp->val = (FM_COEF * fmp->val) / FM_SCALE;
1142         fmp->time = now;
1143
1144         fmp->val += ((FM_SCALE - FM_COEF) * fmp->cnt) / FM_SCALE;
1145         fmp->cnt = 0;
1146 }
1147
1148 /* Process any previous ticks, then bump cnt by one (times scale). */
1149 static void fmeter_markevent(struct fmeter *fmp)
1150 {
1151         spin_lock(&fmp->lock);
1152         fmeter_update(fmp);
1153         fmp->cnt = min(FM_MAXCNT, fmp->cnt + FM_SCALE);
1154         spin_unlock(&fmp->lock);
1155 }
1156
1157 /* Process any previous ticks, then return current value. */
1158 static int fmeter_getrate(struct fmeter *fmp)
1159 {
1160         int val;
1161
1162         spin_lock(&fmp->lock);
1163         fmeter_update(fmp);
1164         val = fmp->val;
1165         spin_unlock(&fmp->lock);
1166         return val;
1167 }
1168
1169 /*
1170  * Attack task specified by pid in 'pidbuf' to cpuset 'cs', possibly
1171  * writing the path of the old cpuset in 'ppathbuf' if it needs to be
1172  * notified on release.
1173  *
1174  * Call holding manage_mutex.  May take callback_mutex and task_lock of
1175  * the task 'pid' during call.
1176  */
1177
1178 static int attach_task(struct cpuset *cs, char *pidbuf, char **ppathbuf)
1179 {
1180         pid_t pid;
1181         struct task_struct *tsk;
1182         struct cpuset *oldcs;
1183         cpumask_t cpus;
1184         nodemask_t from, to;
1185         struct mm_struct *mm;
1186         int retval;
1187
1188         if (sscanf(pidbuf, "%d", &pid) != 1)
1189                 return -EIO;
1190         if (cpus_empty(cs->cpus_allowed) || nodes_empty(cs->mems_allowed))
1191                 return -ENOSPC;
1192
1193         if (pid) {
1194                 read_lock(&tasklist_lock);
1195
1196                 tsk = find_task_by_pid(pid);
1197                 if (!tsk || tsk->flags & PF_EXITING) {
1198                         read_unlock(&tasklist_lock);
1199                         return -ESRCH;
1200                 }
1201
1202                 get_task_struct(tsk);
1203                 read_unlock(&tasklist_lock);
1204
1205                 if ((current->euid) && (current->euid != tsk->uid)
1206                     && (current->euid != tsk->suid)) {
1207                         put_task_struct(tsk);
1208                         return -EACCES;
1209                 }
1210         } else {
1211                 tsk = current;
1212                 get_task_struct(tsk);
1213         }
1214
1215         retval = security_task_setscheduler(tsk, 0, NULL);
1216         if (retval) {
1217                 put_task_struct(tsk);
1218                 return retval;
1219         }
1220
1221         mutex_lock(&callback_mutex);
1222
1223         task_lock(tsk);
1224         oldcs = tsk->cpuset;
1225         if (!oldcs) {
1226                 task_unlock(tsk);
1227                 mutex_unlock(&callback_mutex);
1228                 put_task_struct(tsk);
1229                 return -ESRCH;
1230         }
1231         atomic_inc(&cs->count);
1232         rcu_assign_pointer(tsk->cpuset, cs);
1233         task_unlock(tsk);
1234
1235         guarantee_online_cpus(cs, &cpus);
1236         set_cpus_allowed(tsk, cpus);
1237
1238         from = oldcs->mems_allowed;
1239         to = cs->mems_allowed;
1240
1241         mutex_unlock(&callback_mutex);
1242
1243         mm = get_task_mm(tsk);
1244         if (mm) {
1245                 mpol_rebind_mm(mm, &to);
1246                 if (is_memory_migrate(cs))
1247                         cpuset_migrate_mm(mm, &from, &to);
1248                 mmput(mm);
1249         }
1250
1251         put_task_struct(tsk);
1252         synchronize_rcu();
1253         if (atomic_dec_and_test(&oldcs->count))
1254                 check_for_release(oldcs, ppathbuf);
1255         return 0;
1256 }
1257
1258 /* The various types of files and directories in a cpuset file system */
1259
1260 typedef enum {
1261         FILE_ROOT,
1262         FILE_DIR,
1263         FILE_MEMORY_MIGRATE,
1264         FILE_CPULIST,
1265         FILE_MEMLIST,
1266         FILE_CPU_EXCLUSIVE,
1267         FILE_MEM_EXCLUSIVE,
1268         FILE_NOTIFY_ON_RELEASE,
1269         FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED,
1270         FILE_MEMORY_PRESSURE,
1271         FILE_SPREAD_PAGE,
1272         FILE_SPREAD_SLAB,
1273         FILE_TASKLIST,
1274 } cpuset_filetype_t;
1275
1276 static ssize_t cpuset_common_file_write(struct file *file, const char __user *userbuf,
1277                                         size_t nbytes, loff_t *unused_ppos)
1278 {
1279         struct cpuset *cs = __d_cs(file->f_dentry->d_parent);
1280         struct cftype *cft = __d_cft(file->f_dentry);
1281         cpuset_filetype_t type = cft->private;
1282         char *buffer;
1283         char *pathbuf = NULL;
1284         int retval = 0;
1285
1286         /* Crude upper limit on largest legitimate cpulist user might write. */
1287         if (nbytes > 100 + 6 * NR_CPUS)
1288                 return -E2BIG;
1289
1290         /* +1 for nul-terminator */
1291         if ((buffer = kmalloc(nbytes + 1, GFP_KERNEL)) == 0)
1292                 return -ENOMEM;
1293
1294         if (copy_from_user(buffer, userbuf, nbytes)) {
1295                 retval = -EFAULT;
1296                 goto out1;
1297         }
1298         buffer[nbytes] = 0;     /* nul-terminate */
1299
1300         mutex_lock(&manage_mutex);
1301
1302         if (is_removed(cs)) {
1303                 retval = -ENODEV;
1304                 goto out2;
1305         }
1306
1307         switch (type) {
1308         case FILE_CPULIST:
1309                 retval = update_cpumask(cs, buffer);
1310                 break;
1311         case FILE_MEMLIST:
1312                 retval = update_nodemask(cs, buffer);
1313                 break;
1314         case FILE_CPU_EXCLUSIVE:
1315                 retval = update_flag(CS_CPU_EXCLUSIVE, cs, buffer);
1316                 break;
1317         case FILE_MEM_EXCLUSIVE:
1318                 retval = update_flag(CS_MEM_EXCLUSIVE, cs, buffer);
1319                 break;
1320         case FILE_NOTIFY_ON_RELEASE:
1321                 retval = update_flag(CS_NOTIFY_ON_RELEASE, cs, buffer);
1322                 break;
1323         case FILE_MEMORY_MIGRATE:
1324                 retval = update_flag(CS_MEMORY_MIGRATE, cs, buffer);
1325                 break;
1326         case FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED:
1327                 retval = update_memory_pressure_enabled(cs, buffer);
1328                 break;
1329         case FILE_MEMORY_PRESSURE:
1330                 retval = -EACCES;
1331                 break;
1332         case FILE_SPREAD_PAGE:
1333                 retval = update_flag(CS_SPREAD_PAGE, cs, buffer);
1334                 cs->mems_generation = cpuset_mems_generation++;
1335                 break;
1336         case FILE_SPREAD_SLAB:
1337                 retval = update_flag(CS_SPREAD_SLAB, cs, buffer);
1338                 cs->mems_generation = cpuset_mems_generation++;
1339                 break;
1340         case FILE_TASKLIST:
1341                 retval = attach_task(cs, buffer, &pathbuf);
1342                 break;
1343         default:
1344                 retval = -EINVAL;
1345                 goto out2;
1346         }
1347
1348         if (retval == 0)
1349                 retval = nbytes;
1350 out2:
1351         mutex_unlock(&manage_mutex);
1352         cpuset_release_agent(pathbuf);
1353 out1:
1354         kfree(buffer);
1355         return retval;
1356 }
1357
1358 static ssize_t cpuset_file_write(struct file *file, const char __user *buf,
1359                                                 size_t nbytes, loff_t *ppos)
1360 {
1361         ssize_t retval = 0;
1362         struct cftype *cft = __d_cft(file->f_dentry);
1363         if (!cft)
1364                 return -ENODEV;
1365
1366         /* special function ? */
1367         if (cft->write)
1368                 retval = cft->write(file, buf, nbytes, ppos);
1369         else
1370                 retval = cpuset_common_file_write(file, buf, nbytes, ppos);
1371
1372         return retval;
1373 }
1374
1375 /*
1376  * These ascii lists should be read in a single call, by using a user
1377  * buffer large enough to hold the entire map.  If read in smaller
1378  * chunks, there is no guarantee of atomicity.  Since the display format
1379  * used, list of ranges of sequential numbers, is variable length,
1380  * and since these maps can change value dynamically, one could read
1381  * gibberish by doing partial reads while a list was changing.
1382  * A single large read to a buffer that crosses a page boundary is
1383  * ok, because the result being copied to user land is not recomputed
1384  * across a page fault.
1385  */
1386
1387 static int cpuset_sprintf_cpulist(char *page, struct cpuset *cs)
1388 {
1389         cpumask_t mask;
1390
1391         mutex_lock(&callback_mutex);
1392         mask = cs->cpus_allowed;
1393         mutex_unlock(&callback_mutex);
1394
1395         return cpulist_scnprintf(page, PAGE_SIZE, mask);
1396 }
1397
1398 static int cpuset_sprintf_memlist(char *page, struct cpuset *cs)
1399 {
1400         nodemask_t mask;
1401
1402         mutex_lock(&callback_mutex);
1403         mask = cs->mems_allowed;
1404         mutex_unlock(&callback_mutex);
1405
1406         return nodelist_scnprintf(page, PAGE_SIZE, mask);
1407 }
1408
1409 static ssize_t cpuset_common_file_read(struct file *file, char __user *buf,
1410                                 size_t nbytes, loff_t *ppos)
1411 {
1412         struct cftype *cft = __d_cft(file->f_dentry);
1413         struct cpuset *cs = __d_cs(file->f_dentry->d_parent);
1414         cpuset_filetype_t type = cft->private;
1415         char *page;
1416         ssize_t retval = 0;
1417         char *s;
1418
1419         if (!(page = (char *)__get_free_page(GFP_KERNEL)))
1420                 return -ENOMEM;
1421
1422         s = page;
1423
1424         switch (type) {
1425         case FILE_CPULIST:
1426                 s += cpuset_sprintf_cpulist(s, cs);
1427                 break;
1428         case FILE_MEMLIST:
1429                 s += cpuset_sprintf_memlist(s, cs);
1430                 break;
1431         case FILE_CPU_EXCLUSIVE:
1432                 *s++ = is_cpu_exclusive(cs) ? '1' : '0';
1433                 break;
1434         case FILE_MEM_EXCLUSIVE:
1435                 *s++ = is_mem_exclusive(cs) ? '1' : '0';
1436                 break;
1437         case FILE_NOTIFY_ON_RELEASE:
1438                 *s++ = notify_on_release(cs) ? '1' : '0';
1439                 break;
1440         case FILE_MEMORY_MIGRATE:
1441                 *s++ = is_memory_migrate(cs) ? '1' : '0';
1442                 break;
1443         case FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED:
1444                 *s++ = cpuset_memory_pressure_enabled ? '1' : '0';
1445                 break;
1446         case FILE_MEMORY_PRESSURE:
1447                 s += sprintf(s, "%d", fmeter_getrate(&cs->fmeter));
1448                 break;
1449         case FILE_SPREAD_PAGE:
1450                 *s++ = is_spread_page(cs) ? '1' : '0';
1451                 break;
1452         case FILE_SPREAD_SLAB:
1453                 *s++ = is_spread_slab(cs) ? '1' : '0';
1454                 break;
1455         default:
1456                 retval = -EINVAL;
1457                 goto out;
1458         }
1459         *s++ = '\n';
1460
1461         retval = simple_read_from_buffer(buf, nbytes, ppos, page, s - page);
1462 out:
1463         free_page((unsigned long)page);
1464         return retval;
1465 }
1466
1467 static ssize_t cpuset_file_read(struct file *file, char __user *buf, size_t nbytes,
1468                                                                 loff_t *ppos)
1469 {
1470         ssize_t retval = 0;
1471         struct cftype *cft = __d_cft(file->f_dentry);
1472         if (!cft)
1473                 return -ENODEV;
1474
1475         /* special function ? */
1476         if (cft->read)
1477                 retval = cft->read(file, buf, nbytes, ppos);
1478         else
1479                 retval = cpuset_common_file_read(file, buf, nbytes, ppos);
1480
1481         return retval;
1482 }
1483
1484 static int cpuset_file_open(struct inode *inode, struct file *file)
1485 {
1486         int err;
1487         struct cftype *cft;
1488
1489         err = generic_file_open(inode, file);
1490         if (err)
1491                 return err;
1492
1493         cft = __d_cft(file->f_dentry);
1494         if (!cft)
1495                 return -ENODEV;
1496         if (cft->open)
1497                 err = cft->open(inode, file);
1498         else
1499                 err = 0;
1500
1501         return err;
1502 }
1503
1504 static int cpuset_file_release(struct inode *inode, struct file *file)
1505 {
1506         struct cftype *cft = __d_cft(file->f_dentry);
1507         if (cft->release)
1508                 return cft->release(inode, file);
1509         return 0;
1510 }
1511
1512 /*
1513  * cpuset_rename - Only allow simple rename of directories in place.
1514  */
1515 static int cpuset_rename(struct inode *old_dir, struct dentry *old_dentry,
1516                   struct inode *new_dir, struct dentry *new_dentry)
1517 {
1518         if (!S_ISDIR(old_dentry->d_inode->i_mode))
1519                 return -ENOTDIR;
1520         if (new_dentry->d_inode)
1521                 return -EEXIST;
1522         if (old_dir != new_dir)
1523                 return -EIO;
1524         return simple_rename(old_dir, old_dentry, new_dir, new_dentry);
1525 }
1526
1527 static struct file_operations cpuset_file_operations = {
1528         .read = cpuset_file_read,
1529         .write = cpuset_file_write,
1530         .llseek = generic_file_llseek,
1531         .open = cpuset_file_open,
1532         .release = cpuset_file_release,
1533 };
1534
1535 static struct inode_operations cpuset_dir_inode_operations = {
1536         .lookup = simple_lookup,
1537         .mkdir = cpuset_mkdir,
1538         .rmdir = cpuset_rmdir,
1539         .rename = cpuset_rename,
1540 };
1541
1542 static int cpuset_create_file(struct dentry *dentry, int mode)
1543 {
1544         struct inode *inode;
1545
1546         if (!dentry)
1547                 return -ENOENT;
1548         if (dentry->d_inode)
1549                 return -EEXIST;
1550
1551         inode = cpuset_new_inode(mode);
1552         if (!inode)
1553                 return -ENOMEM;
1554
1555         if (S_ISDIR(mode)) {
1556                 inode->i_op = &cpuset_dir_inode_operations;
1557                 inode->i_fop = &simple_dir_operations;
1558
1559                 /* start off with i_nlink == 2 (for "." entry) */
1560                 inode->i_nlink++;
1561         } else if (S_ISREG(mode)) {
1562                 inode->i_size = 0;
1563                 inode->i_fop = &cpuset_file_operations;
1564         }
1565
1566         d_instantiate(dentry, inode);
1567         dget(dentry);   /* Extra count - pin the dentry in core */
1568         return 0;
1569 }
1570
1571 /*
1572  *      cpuset_create_dir - create a directory for an object.
1573  *      cs:     the cpuset we create the directory for.
1574  *              It must have a valid ->parent field
1575  *              And we are going to fill its ->dentry field.
1576  *      name:   The name to give to the cpuset directory. Will be copied.
1577  *      mode:   mode to set on new directory.
1578  */
1579
1580 static int cpuset_create_dir(struct cpuset *cs, const char *name, int mode)
1581 {
1582         struct dentry *dentry = NULL;
1583         struct dentry *parent;
1584         int error = 0;
1585
1586         parent = cs->parent->dentry;
1587         dentry = cpuset_get_dentry(parent, name);
1588         if (IS_ERR(dentry))
1589                 return PTR_ERR(dentry);
1590         error = cpuset_create_file(dentry, S_IFDIR | mode);
1591         if (!error) {
1592                 dentry->d_fsdata = cs;
1593                 parent->d_inode->i_nlink++;
1594                 cs->dentry = dentry;
1595         }
1596         dput(dentry);
1597
1598         return error;
1599 }
1600
1601 static int cpuset_add_file(struct dentry *dir, const struct cftype *cft)
1602 {
1603         struct dentry *dentry;
1604         int error;
1605
1606         mutex_lock(&dir->d_inode->i_mutex);
1607         dentry = cpuset_get_dentry(dir, cft->name);
1608         if (!IS_ERR(dentry)) {
1609                 error = cpuset_create_file(dentry, 0644 | S_IFREG);
1610                 if (!error)
1611                         dentry->d_fsdata = (void *)cft;
1612                 dput(dentry);
1613         } else
1614                 error = PTR_ERR(dentry);
1615         mutex_unlock(&dir->d_inode->i_mutex);
1616         return error;
1617 }
1618
1619 /*
1620  * Stuff for reading the 'tasks' file.
1621  *
1622  * Reading this file can return large amounts of data if a cpuset has
1623  * *lots* of attached tasks. So it may need several calls to read(),
1624  * but we cannot guarantee that the information we produce is correct
1625  * unless we produce it entirely atomically.
1626  *
1627  * Upon tasks file open(), a struct ctr_struct is allocated, that
1628  * will have a pointer to an array (also allocated here).  The struct
1629  * ctr_struct * is stored in file->private_data.  Its resources will
1630  * be freed by release() when the file is closed.  The array is used
1631  * to sprintf the PIDs and then used by read().
1632  */
1633
1634 /* cpusets_tasks_read array */
1635
1636 struct ctr_struct {
1637         char *buf;
1638         int bufsz;
1639 };
1640
1641 /*
1642  * Load into 'pidarray' up to 'npids' of the tasks using cpuset 'cs'.
1643  * Return actual number of pids loaded.  No need to task_lock(p)
1644  * when reading out p->cpuset, as we don't really care if it changes
1645  * on the next cycle, and we are not going to try to dereference it.
1646  */
1647 static int pid_array_load(pid_t *pidarray, int npids, struct cpuset *cs)
1648 {
1649         int n = 0;
1650         struct task_struct *g, *p;
1651
1652         read_lock(&tasklist_lock);
1653
1654         do_each_thread(g, p) {
1655                 if (p->cpuset == cs) {
1656                         pidarray[n++] = p->pid;
1657                         if (unlikely(n == npids))
1658                                 goto array_full;
1659                 }
1660         } while_each_thread(g, p);
1661
1662 array_full:
1663         read_unlock(&tasklist_lock);
1664         return n;
1665 }
1666
1667 static int cmppid(const void *a, const void *b)
1668 {
1669         return *(pid_t *)a - *(pid_t *)b;
1670 }
1671
1672 /*
1673  * Convert array 'a' of 'npids' pid_t's to a string of newline separated
1674  * decimal pids in 'buf'.  Don't write more than 'sz' chars, but return
1675  * count 'cnt' of how many chars would be written if buf were large enough.
1676  */
1677 static int pid_array_to_buf(char *buf, int sz, pid_t *a, int npids)
1678 {
1679         int cnt = 0;
1680         int i;
1681
1682         for (i = 0; i < npids; i++)
1683                 cnt += snprintf(buf + cnt, max(sz - cnt, 0), "%d\n", a[i]);
1684         return cnt;
1685 }
1686
1687 /*
1688  * Handle an open on 'tasks' file.  Prepare a buffer listing the
1689  * process id's of tasks currently attached to the cpuset being opened.
1690  *
1691  * Does not require any specific cpuset mutexes, and does not take any.
1692  */
1693 static int cpuset_tasks_open(struct inode *unused, struct file *file)
1694 {
1695         struct cpuset *cs = __d_cs(file->f_dentry->d_parent);
1696         struct ctr_struct *ctr;
1697         pid_t *pidarray;
1698         int npids;
1699         char c;
1700
1701         if (!(file->f_mode & FMODE_READ))
1702                 return 0;
1703
1704         ctr = kmalloc(sizeof(*ctr), GFP_KERNEL);
1705         if (!ctr)
1706                 goto err0;
1707
1708         /*
1709          * If cpuset gets more users after we read count, we won't have
1710          * enough space - tough.  This race is indistinguishable to the
1711          * caller from the case that the additional cpuset users didn't
1712          * show up until sometime later on.
1713          */
1714         npids = atomic_read(&cs->count);
1715         pidarray = kmalloc(npids * sizeof(pid_t), GFP_KERNEL);
1716         if (!pidarray)
1717                 goto err1;
1718
1719         npids = pid_array_load(pidarray, npids, cs);
1720         sort(pidarray, npids, sizeof(pid_t), cmppid, NULL);
1721
1722         /* Call pid_array_to_buf() twice, first just to get bufsz */
1723         ctr->bufsz = pid_array_to_buf(&c, sizeof(c), pidarray, npids) + 1;
1724         ctr->buf = kmalloc(ctr->bufsz, GFP_KERNEL);
1725         if (!ctr->buf)
1726                 goto err2;
1727         ctr->bufsz = pid_array_to_buf(ctr->buf, ctr->bufsz, pidarray, npids);
1728
1729         kfree(pidarray);
1730         file->private_data = ctr;
1731         return 0;
1732
1733 err2:
1734         kfree(pidarray);
1735 err1:
1736         kfree(ctr);
1737 err0:
1738         return -ENOMEM;
1739 }
1740
1741 static ssize_t cpuset_tasks_read(struct file *file, char __user *buf,
1742                                                 size_t nbytes, loff_t *ppos)
1743 {
1744         struct ctr_struct *ctr = file->private_data;
1745
1746         if (*ppos + nbytes > ctr->bufsz)
1747                 nbytes = ctr->bufsz - *ppos;
1748         if (copy_to_user(buf, ctr->buf + *ppos, nbytes))
1749                 return -EFAULT;
1750         *ppos += nbytes;
1751         return nbytes;
1752 }
1753
1754 static int cpuset_tasks_release(struct inode *unused_inode, struct file *file)
1755 {
1756         struct ctr_struct *ctr;
1757
1758         if (file->f_mode & FMODE_READ) {
1759                 ctr = file->private_data;
1760                 kfree(ctr->buf);
1761                 kfree(ctr);
1762         }
1763         return 0;
1764 }
1765
1766 /*
1767  * for the common functions, 'private' gives the type of file
1768  */
1769
1770 static struct cftype cft_tasks = {
1771         .name = "tasks",
1772         .open = cpuset_tasks_open,
1773         .read = cpuset_tasks_read,
1774         .release = cpuset_tasks_release,
1775         .private = FILE_TASKLIST,
1776 };
1777
1778 static struct cftype cft_cpus = {
1779         .name = "cpus",
1780         .private = FILE_CPULIST,
1781 };
1782
1783 static struct cftype cft_mems = {
1784         .name = "mems",
1785         .private = FILE_MEMLIST,
1786 };
1787
1788 static struct cftype cft_cpu_exclusive = {
1789         .name = "cpu_exclusive",
1790         .private = FILE_CPU_EXCLUSIVE,
1791 };
1792
1793 static struct cftype cft_mem_exclusive = {
1794         .name = "mem_exclusive",
1795         .private = FILE_MEM_EXCLUSIVE,
1796 };
1797
1798 static struct cftype cft_notify_on_release = {
1799         .name = "notify_on_release",
1800         .private = FILE_NOTIFY_ON_RELEASE,
1801 };
1802
1803 static struct cftype cft_memory_migrate = {
1804         .name = "memory_migrate",
1805         .private = FILE_MEMORY_MIGRATE,
1806 };
1807
1808 static struct cftype cft_memory_pressure_enabled = {
1809         .name = "memory_pressure_enabled",
1810         .private = FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED,
1811 };
1812
1813 static struct cftype cft_memory_pressure = {
1814         .name = "memory_pressure",
1815         .private = FILE_MEMORY_PRESSURE,
1816 };
1817
1818 static struct cftype cft_spread_page = {
1819         .name = "memory_spread_page",
1820         .private = FILE_SPREAD_PAGE,
1821 };
1822
1823 static struct cftype cft_spread_slab = {
1824         .name = "memory_spread_slab",
1825         .private = FILE_SPREAD_SLAB,
1826 };
1827
1828 static int cpuset_populate_dir(struct dentry *cs_dentry)
1829 {
1830         int err;
1831
1832         if ((err = cpuset_add_file(cs_dentry, &cft_cpus)) < 0)
1833                 return err;
1834         if ((err = cpuset_add_file(cs_dentry, &cft_mems)) < 0)
1835                 return err;
1836         if ((err = cpuset_add_file(cs_dentry, &cft_cpu_exclusive)) < 0)
1837                 return err;
1838         if ((err = cpuset_add_file(cs_dentry, &cft_mem_exclusive)) < 0)
1839                 return err;
1840         if ((err = cpuset_add_file(cs_dentry, &cft_notify_on_release)) < 0)
1841                 return err;
1842         if ((err = cpuset_add_file(cs_dentry, &cft_memory_migrate)) < 0)
1843                 return err;
1844         if ((err = cpuset_add_file(cs_dentry, &cft_memory_pressure)) < 0)
1845                 return err;
1846         if ((err = cpuset_add_file(cs_dentry, &cft_spread_page)) < 0)
1847                 return err;
1848         if ((err = cpuset_add_file(cs_dentry, &cft_spread_slab)) < 0)
1849                 return err;
1850         if ((err = cpuset_add_file(cs_dentry, &cft_tasks)) < 0)
1851                 return err;
1852         return 0;
1853 }
1854
1855 /*
1856  *      cpuset_create - create a cpuset
1857  *      parent: cpuset that will be parent of the new cpuset.
1858  *      name:           name of the new cpuset. Will be strcpy'ed.
1859  *      mode:           mode to set on new inode
1860  *
1861  *      Must be called with the mutex on the parent inode held
1862  */
1863
1864 static long cpuset_create(struct cpuset *parent, const char *name, int mode)
1865 {
1866         struct cpuset *cs;
1867         int err;
1868
1869         cs = kmalloc(sizeof(*cs), GFP_KERNEL);
1870         if (!cs)
1871                 return -ENOMEM;
1872
1873         mutex_lock(&manage_mutex);
1874         cpuset_update_task_memory_state();
1875         cs->flags = 0;
1876         if (notify_on_release(parent))
1877                 set_bit(CS_NOTIFY_ON_RELEASE, &cs->flags);
1878         if (is_spread_page(parent))
1879                 set_bit(CS_SPREAD_PAGE, &cs->flags);
1880         if (is_spread_slab(parent))
1881                 set_bit(CS_SPREAD_SLAB, &cs->flags);
1882         cs->cpus_allowed = CPU_MASK_NONE;
1883         cs->mems_allowed = NODE_MASK_NONE;
1884         atomic_set(&cs->count, 0);
1885         INIT_LIST_HEAD(&cs->sibling);
1886         INIT_LIST_HEAD(&cs->children);
1887         cs->mems_generation = cpuset_mems_generation++;
1888         fmeter_init(&cs->fmeter);
1889
1890         cs->parent = parent;
1891
1892         mutex_lock(&callback_mutex);
1893         list_add(&cs->sibling, &cs->parent->children);
1894         number_of_cpusets++;
1895         mutex_unlock(&callback_mutex);
1896
1897         err = cpuset_create_dir(cs, name, mode);
1898         if (err < 0)
1899                 goto err;
1900
1901         /*
1902          * Release manage_mutex before cpuset_populate_dir() because it
1903          * will down() this new directory's i_mutex and if we race with
1904          * another mkdir, we might deadlock.
1905          */
1906         mutex_unlock(&manage_mutex);
1907
1908         err = cpuset_populate_dir(cs->dentry);
1909         /* If err < 0, we have a half-filled directory - oh well ;) */
1910         return 0;
1911 err:
1912         list_del(&cs->sibling);
1913         mutex_unlock(&manage_mutex);
1914         kfree(cs);
1915         return err;
1916 }
1917
1918 static int cpuset_mkdir(struct inode *dir, struct dentry *dentry, int mode)
1919 {
1920         struct cpuset *c_parent = dentry->d_parent->d_fsdata;
1921
1922         /* the vfs holds inode->i_mutex already */
1923         return cpuset_create(c_parent, dentry->d_name.name, mode | S_IFDIR);
1924 }
1925
1926 /*
1927  * Locking note on the strange update_flag() call below:
1928  *
1929  * If the cpuset being removed is marked cpu_exclusive, then simulate
1930  * turning cpu_exclusive off, which will call update_cpu_domains().
1931  * The lock_cpu_hotplug() call in update_cpu_domains() must not be
1932  * made while holding callback_mutex.  Elsewhere the kernel nests
1933  * callback_mutex inside lock_cpu_hotplug() calls.  So the reverse
1934  * nesting would risk an ABBA deadlock.
1935  */
1936
1937 static int cpuset_rmdir(struct inode *unused_dir, struct dentry *dentry)
1938 {
1939         struct cpuset *cs = dentry->d_fsdata;
1940         struct dentry *d;
1941         struct cpuset *parent;
1942         char *pathbuf = NULL;
1943
1944         /* the vfs holds both inode->i_mutex already */
1945
1946         mutex_lock(&manage_mutex);
1947         cpuset_update_task_memory_state();
1948         if (atomic_read(&cs->count) > 0) {
1949                 mutex_unlock(&manage_mutex);
1950                 return -EBUSY;
1951         }
1952         if (!list_empty(&cs->children)) {
1953                 mutex_unlock(&manage_mutex);
1954                 return -EBUSY;
1955         }
1956         if (is_cpu_exclusive(cs)) {
1957                 int retval = update_flag(CS_CPU_EXCLUSIVE, cs, "0");
1958                 if (retval < 0) {
1959                         mutex_unlock(&manage_mutex);
1960                         return retval;
1961                 }
1962         }
1963         parent = cs->parent;
1964         mutex_lock(&callback_mutex);
1965         set_bit(CS_REMOVED, &cs->flags);
1966         list_del(&cs->sibling); /* delete my sibling from parent->children */
1967         spin_lock(&cs->dentry->d_lock);
1968         d = dget(cs->dentry);
1969         cs->dentry = NULL;
1970         spin_unlock(&d->d_lock);
1971         cpuset_d_remove_dir(d);
1972         dput(d);
1973         number_of_cpusets--;
1974         mutex_unlock(&callback_mutex);
1975         if (list_empty(&parent->children))
1976                 check_for_release(parent, &pathbuf);
1977         mutex_unlock(&manage_mutex);
1978         cpuset_release_agent(pathbuf);
1979         return 0;
1980 }
1981
1982 /*
1983  * cpuset_init_early - just enough so that the calls to
1984  * cpuset_update_task_memory_state() in early init code
1985  * are harmless.
1986  */
1987
1988 int __init cpuset_init_early(void)
1989 {
1990         struct task_struct *tsk = current;
1991
1992         tsk->cpuset = &top_cpuset;
1993         tsk->cpuset->mems_generation = cpuset_mems_generation++;
1994         return 0;
1995 }
1996
1997 /**
1998  * cpuset_init - initialize cpusets at system boot
1999  *
2000  * Description: Initialize top_cpuset and the cpuset internal file system,
2001  **/
2002
2003 int __init cpuset_init(void)
2004 {
2005         struct dentry *root;
2006         int err;
2007
2008         top_cpuset.cpus_allowed = CPU_MASK_ALL;
2009         top_cpuset.mems_allowed = NODE_MASK_ALL;
2010
2011         fmeter_init(&top_cpuset.fmeter);
2012         top_cpuset.mems_generation = cpuset_mems_generation++;
2013
2014         init_task.cpuset = &top_cpuset;
2015
2016         err = register_filesystem(&cpuset_fs_type);
2017         if (err < 0)
2018                 goto out;
2019         cpuset_mount = kern_mount(&cpuset_fs_type);
2020         if (IS_ERR(cpuset_mount)) {
2021                 printk(KERN_ERR "cpuset: could not mount!\n");
2022                 err = PTR_ERR(cpuset_mount);
2023                 cpuset_mount = NULL;
2024                 goto out;
2025         }
2026         root = cpuset_mount->mnt_sb->s_root;
2027         root->d_fsdata = &top_cpuset;
2028         root->d_inode->i_nlink++;
2029         top_cpuset.dentry = root;
2030         root->d_inode->i_op = &cpuset_dir_inode_operations;
2031         number_of_cpusets = 1;
2032         err = cpuset_populate_dir(root);
2033         /* memory_pressure_enabled is in root cpuset only */
2034         if (err == 0)
2035                 err = cpuset_add_file(root, &cft_memory_pressure_enabled);
2036 out:
2037         return err;
2038 }
2039
2040 /*
2041  * The top_cpuset tracks what CPUs and Memory Nodes are online,
2042  * period.  This is necessary in order to make cpusets transparent
2043  * (of no affect) on systems that are actively using CPU hotplug
2044  * but making no active use of cpusets.
2045  *
2046  * This handles CPU hotplug (cpuhp) events.  If someday Memory
2047  * Nodes can be hotplugged (dynamically changing node_online_map)
2048  * then we should handle that too, perhaps in a similar way.
2049  */
2050
2051 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
2052 static int cpuset_handle_cpuhp(struct notifier_block *nb,
2053                                 unsigned long phase, void *cpu)
2054 {
2055         mutex_lock(&manage_mutex);
2056         mutex_lock(&callback_mutex);
2057
2058         top_cpuset.cpus_allowed = cpu_online_map;
2059
2060         mutex_unlock(&callback_mutex);
2061         mutex_unlock(&manage_mutex);
2062
2063         return 0;
2064 }
2065 #endif
2066
2067 /**
2068  * cpuset_init_smp - initialize cpus_allowed
2069  *
2070  * Description: Finish top cpuset after cpu, node maps are initialized
2071  **/
2072
2073 void __init cpuset_init_smp(void)
2074 {
2075         top_cpuset.cpus_allowed = cpu_online_map;
2076         top_cpuset.mems_allowed = node_online_map;
2077
2078         hotcpu_notifier(cpuset_handle_cpuhp, 0);
2079 }
2080
2081 /**
2082  * cpuset_fork - attach newly forked task to its parents cpuset.
2083  * @tsk: pointer to task_struct of forking parent process.
2084  *
2085  * Description: A task inherits its parent's cpuset at fork().
2086  *
2087  * A pointer to the shared cpuset was automatically copied in fork.c
2088  * by dup_task_struct().  However, we ignore that copy, since it was
2089  * not made under the protection of task_lock(), so might no longer be
2090  * a valid cpuset pointer.  attach_task() might have already changed
2091  * current->cpuset, allowing the previously referenced cpuset to
2092  * be removed and freed.  Instead, we task_lock(current) and copy
2093  * its present value of current->cpuset for our freshly forked child.
2094  *
2095  * At the point that cpuset_fork() is called, 'current' is the parent
2096  * task, and the passed argument 'child' points to the child task.
2097  **/
2098
2099 void cpuset_fork(struct task_struct *child)
2100 {
2101         task_lock(current);
2102         child->cpuset = current->cpuset;
2103         atomic_inc(&child->cpuset->count);
2104         task_unlock(current);
2105 }
2106
2107 /**
2108  * cpuset_exit - detach cpuset from exiting task
2109  * @tsk: pointer to task_struct of exiting process
2110  *
2111  * Description: Detach cpuset from @tsk and release it.
2112  *
2113  * Note that cpusets marked notify_on_release force every task in
2114  * them to take the global manage_mutex mutex when exiting.
2115  * This could impact scaling on very large systems.  Be reluctant to
2116  * use notify_on_release cpusets where very high task exit scaling
2117  * is required on large systems.
2118  *
2119  * Don't even think about derefencing 'cs' after the cpuset use count
2120  * goes to zero, except inside a critical section guarded by manage_mutex
2121  * or callback_mutex.   Otherwise a zero cpuset use count is a license to
2122  * any other task to nuke the cpuset immediately, via cpuset_rmdir().
2123  *
2124  * This routine has to take manage_mutex, not callback_mutex, because
2125  * it is holding that mutex while calling check_for_release(),
2126  * which calls kmalloc(), so can't be called holding callback_mutex().
2127  *
2128  * We don't need to task_lock() this reference to tsk->cpuset,
2129  * because tsk is already marked PF_EXITING, so attach_task() won't
2130  * mess with it, or task is a failed fork, never visible to attach_task.
2131  *
2132  * the_top_cpuset_hack:
2133  *
2134  *    Set the exiting tasks cpuset to the root cpuset (top_cpuset).
2135  *
2136  *    Don't leave a task unable to allocate memory, as that is an
2137  *    accident waiting to happen should someone add a callout in
2138  *    do_exit() after the cpuset_exit() call that might allocate.
2139  *    If a task tries to allocate memory with an invalid cpuset,
2140  *    it will oops in cpuset_update_task_memory_state().
2141  *
2142  *    We call cpuset_exit() while the task is still competent to
2143  *    handle notify_on_release(), then leave the task attached to
2144  *    the root cpuset (top_cpuset) for the remainder of its exit.
2145  *
2146  *    To do this properly, we would increment the reference count on
2147  *    top_cpuset, and near the very end of the kernel/exit.c do_exit()
2148  *    code we would add a second cpuset function call, to drop that
2149  *    reference.  This would just create an unnecessary hot spot on
2150  *    the top_cpuset reference count, to no avail.
2151  *
2152  *    Normally, holding a reference to a cpuset without bumping its
2153  *    count is unsafe.   The cpuset could go away, or someone could
2154  *    attach us to a different cpuset, decrementing the count on
2155  *    the first cpuset that we never incremented.  But in this case,
2156  *    top_cpuset isn't going away, and either task has PF_EXITING set,
2157  *    which wards off any attach_task() attempts, or task is a failed
2158  *    fork, never visible to attach_task.
2159  *
2160  *    Another way to do this would be to set the cpuset pointer
2161  *    to NULL here, and check in cpuset_update_task_memory_state()
2162  *    for a NULL pointer.  This hack avoids that NULL check, for no
2163  *    cost (other than this way too long comment ;).
2164  **/
2165
2166 void cpuset_exit(struct task_struct *tsk)
2167 {
2168         struct cpuset *cs;
2169
2170         cs = tsk->cpuset;
2171         tsk->cpuset = &top_cpuset;      /* the_top_cpuset_hack - see above */
2172
2173         if (notify_on_release(cs)) {
2174                 char *pathbuf = NULL;
2175
2176                 mutex_lock(&manage_mutex);
2177                 if (atomic_dec_and_test(&cs->count))
2178                         check_for_release(cs, &pathbuf);
2179                 mutex_unlock(&manage_mutex);
2180                 cpuset_release_agent(pathbuf);
2181         } else {
2182                 atomic_dec(&cs->count);
2183         }
2184 }
2185
2186 /**
2187  * cpuset_cpus_allowed - return cpus_allowed mask from a tasks cpuset.
2188  * @tsk: pointer to task_struct from which to obtain cpuset->cpus_allowed.
2189  *
2190  * Description: Returns the cpumask_t cpus_allowed of the cpuset
2191  * attached to the specified @tsk.  Guaranteed to return some non-empty
2192  * subset of cpu_online_map, even if this means going outside the
2193  * tasks cpuset.
2194  **/
2195
2196 cpumask_t cpuset_cpus_allowed(struct task_struct *tsk)
2197 {
2198         cpumask_t mask;
2199
2200         mutex_lock(&callback_mutex);
2201         task_lock(tsk);
2202         guarantee_online_cpus(tsk->cpuset, &mask);
2203         task_unlock(tsk);
2204         mutex_unlock(&callback_mutex);
2205
2206         return mask;
2207 }
2208
2209 void cpuset_init_current_mems_allowed(void)
2210 {
2211         current->mems_allowed = NODE_MASK_ALL;
2212 }
2213
2214 /**
2215  * cpuset_mems_allowed - return mems_allowed mask from a tasks cpuset.
2216  * @tsk: pointer to task_struct from which to obtain cpuset->mems_allowed.
2217  *
2218  * Description: Returns the nodemask_t mems_allowed of the cpuset
2219  * attached to the specified @tsk.  Guaranteed to return some non-empty
2220  * subset of node_online_map, even if this means going outside the
2221  * tasks cpuset.
2222  **/
2223
2224 nodemask_t cpuset_mems_allowed(struct task_struct *tsk)
2225 {
2226         nodemask_t mask;
2227
2228         mutex_lock(&callback_mutex);
2229         task_lock(tsk);
2230         guarantee_online_mems(tsk->cpuset, &mask);
2231         task_unlock(tsk);
2232         mutex_unlock(&callback_mutex);
2233
2234         return mask;
2235 }
2236
2237 /**
2238  * cpuset_zonelist_valid_mems_allowed - check zonelist vs. curremt mems_allowed
2239  * @zl: the zonelist to be checked
2240  *
2241  * Are any of the nodes on zonelist zl allowed in current->mems_allowed?
2242  */
2243 int cpuset_zonelist_valid_mems_allowed(struct zonelist *zl)
2244 {
2245         int i;
2246
2247         for (i = 0; zl->zones[i]; i++) {
2248                 int nid = zl->zones[i]->zone_pgdat->node_id;
2249
2250                 if (node_isset(nid, current->mems_allowed))
2251                         return 1;
2252         }
2253         return 0;
2254 }
2255
2256 /*
2257  * nearest_exclusive_ancestor() - Returns the nearest mem_exclusive
2258  * ancestor to the specified cpuset.  Call holding callback_mutex.
2259  * If no ancestor is mem_exclusive (an unusual configuration), then
2260  * returns the root cpuset.
2261  */
2262 static const struct cpuset *nearest_exclusive_ancestor(const struct cpuset *cs)
2263 {
2264         while (!is_mem_exclusive(cs) && cs->parent)
2265                 cs = cs->parent;
2266         return cs;
2267 }
2268
2269 /**
2270  * cpuset_zone_allowed - Can we allocate memory on zone z's memory node?
2271  * @z: is this zone on an allowed node?
2272  * @gfp_mask: memory allocation flags (we use __GFP_HARDWALL)
2273  *
2274  * If we're in interrupt, yes, we can always allocate.  If zone
2275  * z's node is in our tasks mems_allowed, yes.  If it's not a
2276  * __GFP_HARDWALL request and this zone's nodes is in the nearest
2277  * mem_exclusive cpuset ancestor to this tasks cpuset, yes.
2278  * Otherwise, no.
2279  *
2280  * GFP_USER allocations are marked with the __GFP_HARDWALL bit,
2281  * and do not allow allocations outside the current tasks cpuset.
2282  * GFP_KERNEL allocations are not so marked, so can escape to the
2283  * nearest mem_exclusive ancestor cpuset.
2284  *
2285  * Scanning up parent cpusets requires callback_mutex.  The __alloc_pages()
2286  * routine only calls here with __GFP_HARDWALL bit _not_ set if
2287  * it's a GFP_KERNEL allocation, and all nodes in the current tasks
2288  * mems_allowed came up empty on the first pass over the zonelist.
2289  * So only GFP_KERNEL allocations, if all nodes in the cpuset are
2290  * short of memory, might require taking the callback_mutex mutex.
2291  *
2292  * The first call here from mm/page_alloc:get_page_from_freelist()
2293  * has __GFP_HARDWALL set in gfp_mask, enforcing hardwall cpusets, so
2294  * no allocation on a node outside the cpuset is allowed (unless in
2295  * interrupt, of course).
2296  *
2297  * The second pass through get_page_from_freelist() doesn't even call
2298  * here for GFP_ATOMIC calls.  For those calls, the __alloc_pages()
2299  * variable 'wait' is not set, and the bit ALLOC_CPUSET is not set
2300  * in alloc_flags.  That logic and the checks below have the combined
2301  * affect that:
2302  *      in_interrupt - any node ok (current task context irrelevant)
2303  *      GFP_ATOMIC   - any node ok
2304  *      GFP_KERNEL   - any node in enclosing mem_exclusive cpuset ok
2305  *      GFP_USER     - only nodes in current tasks mems allowed ok.
2306  *
2307  * Rule:
2308  *    Don't call cpuset_zone_allowed() if you can't sleep, unless you
2309  *    pass in the __GFP_HARDWALL flag set in gfp_flag, which disables
2310  *    the code that might scan up ancestor cpusets and sleep.
2311  **/
2312
2313 int __cpuset_zone_allowed(struct zone *z, gfp_t gfp_mask)
2314 {
2315         int node;                       /* node that zone z is on */
2316         const struct cpuset *cs;        /* current cpuset ancestors */
2317         int allowed;                    /* is allocation in zone z allowed? */
2318
2319         if (in_interrupt())
2320                 return 1;
2321         node = z->zone_pgdat->node_id;
2322         might_sleep_if(!(gfp_mask & __GFP_HARDWALL));
2323         if (node_isset(node, current->mems_allowed))
2324                 return 1;
2325         if (gfp_mask & __GFP_HARDWALL)  /* If hardwall request, stop here */
2326                 return 0;
2327
2328         if (current->flags & PF_EXITING) /* Let dying task have memory */
2329                 return 1;
2330
2331         /* Not hardwall and node outside mems_allowed: scan up cpusets */
2332         mutex_lock(&callback_mutex);
2333
2334         task_lock(current);
2335         cs = nearest_exclusive_ancestor(current->cpuset);
2336         task_unlock(current);
2337
2338         allowed = node_isset(node, cs->mems_allowed);
2339         mutex_unlock(&callback_mutex);
2340         return allowed;
2341 }
2342
2343 /**
2344  * cpuset_lock - lock out any changes to cpuset structures
2345  *
2346  * The out of memory (oom) code needs to mutex_lock cpusets
2347  * from being changed while it scans the tasklist looking for a
2348  * task in an overlapping cpuset.  Expose callback_mutex via this
2349  * cpuset_lock() routine, so the oom code can lock it, before
2350  * locking the task list.  The tasklist_lock is a spinlock, so
2351  * must be taken inside callback_mutex.
2352  */
2353
2354 void cpuset_lock(void)
2355 {
2356         mutex_lock(&callback_mutex);
2357 }
2358
2359 /**
2360  * cpuset_unlock - release lock on cpuset changes
2361  *
2362  * Undo the lock taken in a previous cpuset_lock() call.
2363  */
2364
2365 void cpuset_unlock(void)
2366 {
2367         mutex_unlock(&callback_mutex);
2368 }
2369
2370 /**
2371  * cpuset_mem_spread_node() - On which node to begin search for a page
2372  *
2373  * If a task is marked PF_SPREAD_PAGE or PF_SPREAD_SLAB (as for
2374  * tasks in a cpuset with is_spread_page or is_spread_slab set),
2375  * and if the memory allocation used cpuset_mem_spread_node()
2376  * to determine on which node to start looking, as it will for
2377  * certain page cache or slab cache pages such as used for file
2378  * system buffers and inode caches, then instead of starting on the
2379  * local node to look for a free page, rather spread the starting
2380  * node around the tasks mems_allowed nodes.
2381  *
2382  * We don't have to worry about the returned node being offline
2383  * because "it can't happen", and even if it did, it would be ok.
2384  *
2385  * The routines calling guarantee_online_mems() are careful to
2386  * only set nodes in task->mems_allowed that are online.  So it
2387  * should not be possible for the following code to return an
2388  * offline node.  But if it did, that would be ok, as this routine
2389  * is not returning the node where the allocation must be, only
2390  * the node where the search should start.  The zonelist passed to
2391  * __alloc_pages() will include all nodes.  If the slab allocator
2392  * is passed an offline node, it will fall back to the local node.
2393  * See kmem_cache_alloc_node().
2394  */
2395
2396 int cpuset_mem_spread_node(void)
2397 {
2398         int node;
2399
2400         node = next_node(current->cpuset_mem_spread_rotor, current->mems_allowed);
2401         if (node == MAX_NUMNODES)
2402                 node = first_node(current->mems_allowed);
2403         current->cpuset_mem_spread_rotor = node;
2404         return node;
2405 }
2406 EXPORT_SYMBOL_GPL(cpuset_mem_spread_node);
2407
2408 /**
2409  * cpuset_excl_nodes_overlap - Do we overlap @p's mem_exclusive ancestors?
2410  * @p: pointer to task_struct of some other task.
2411  *
2412  * Description: Return true if the nearest mem_exclusive ancestor
2413  * cpusets of tasks @p and current overlap.  Used by oom killer to
2414  * determine if task @p's memory usage might impact the memory
2415  * available to the current task.
2416  *
2417  * Call while holding callback_mutex.
2418  **/
2419
2420 int cpuset_excl_nodes_overlap(const struct task_struct *p)
2421 {
2422         const struct cpuset *cs1, *cs2; /* my and p's cpuset ancestors */
2423         int overlap = 0;                /* do cpusets overlap? */
2424
2425         task_lock(current);
2426         if (current->flags & PF_EXITING) {
2427                 task_unlock(current);
2428                 goto done;
2429         }
2430         cs1 = nearest_exclusive_ancestor(current->cpuset);
2431         task_unlock(current);
2432
2433         task_lock((struct task_struct *)p);
2434         if (p->flags & PF_EXITING) {
2435                 task_unlock((struct task_struct *)p);
2436                 goto done;
2437         }
2438         cs2 = nearest_exclusive_ancestor(p->cpuset);
2439         task_unlock((struct task_struct *)p);
2440
2441         overlap = nodes_intersects(cs1->mems_allowed, cs2->mems_allowed);
2442 done:
2443         return overlap;
2444 }
2445
2446 /*
2447  * Collection of memory_pressure is suppressed unless
2448  * this flag is enabled by writing "1" to the special
2449  * cpuset file 'memory_pressure_enabled' in the root cpuset.
2450  */
2451
2452 int cpuset_memory_pressure_enabled __read_mostly;
2453
2454 /**
2455  * cpuset_memory_pressure_bump - keep stats of per-cpuset reclaims.
2456  *
2457  * Keep a running average of the rate of synchronous (direct)
2458  * page reclaim efforts initiated by tasks in each cpuset.
2459  *
2460  * This represents the rate at which some task in the cpuset
2461  * ran low on memory on all nodes it was allowed to use, and
2462  * had to enter the kernels page reclaim code in an effort to
2463  * create more free memory by tossing clean pages or swapping
2464  * or writing dirty pages.
2465  *
2466  * Display to user space in the per-cpuset read-only file
2467  * "memory_pressure".  Value displayed is an integer
2468  * representing the recent rate of entry into the synchronous
2469  * (direct) page reclaim by any task attached to the cpuset.
2470  **/
2471
2472 void __cpuset_memory_pressure_bump(void)
2473 {
2474         struct cpuset *cs;
2475
2476         task_lock(current);
2477         cs = current->cpuset;
2478         fmeter_markevent(&cs->fmeter);
2479         task_unlock(current);
2480 }
2481
2482 /*
2483  * proc_cpuset_show()
2484  *  - Print tasks cpuset path into seq_file.
2485  *  - Used for /proc/<pid>/cpuset.
2486  *  - No need to task_lock(tsk) on this tsk->cpuset reference, as it
2487  *    doesn't really matter if tsk->cpuset changes after we read it,
2488  *    and we take manage_mutex, keeping attach_task() from changing it
2489  *    anyway.  No need to check that tsk->cpuset != NULL, thanks to
2490  *    the_top_cpuset_hack in cpuset_exit(), which sets an exiting tasks
2491  *    cpuset to top_cpuset.
2492  */
2493 static int proc_cpuset_show(struct seq_file *m, void *v)
2494 {
2495         struct pid *pid;
2496         struct task_struct *tsk;
2497         char *buf;
2498         int retval;
2499
2500         retval = -ENOMEM;
2501         buf = kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
2502         if (!buf)
2503                 goto out;
2504
2505         retval = -ESRCH;
2506         pid = m->private;
2507         tsk = get_pid_task(pid, PIDTYPE_PID);
2508         if (!tsk)
2509                 goto out_free;
2510
2511         retval = -EINVAL;
2512         mutex_lock(&manage_mutex);
2513
2514         retval = cpuset_path(tsk->cpuset, buf, PAGE_SIZE);
2515         if (retval < 0)
2516                 goto out_unlock;
2517         seq_puts(m, buf);
2518         seq_putc(m, '\n');
2519 out_unlock:
2520         mutex_unlock(&manage_mutex);
2521         put_task_struct(tsk);
2522 out_free:
2523         kfree(buf);
2524 out:
2525         return retval;
2526 }
2527
2528 static int cpuset_open(struct inode *inode, struct file *file)
2529 {
2530         struct pid *pid = PROC_I(inode)->pid;
2531         return single_open(file, proc_cpuset_show, pid);
2532 }
2533
2534 struct file_operations proc_cpuset_operations = {
2535         .open           = cpuset_open,
2536         .read           = seq_read,
2537         .llseek         = seq_lseek,
2538         .release        = single_release,
2539 };
2540
2541 /* Display task cpus_allowed, mems_allowed in /proc/<pid>/status file. */
2542 char *cpuset_task_status_allowed(struct task_struct *task, char *buffer)
2543 {
2544         buffer += sprintf(buffer, "Cpus_allowed:\t");
2545         buffer += cpumask_scnprintf(buffer, PAGE_SIZE, task->cpus_allowed);
2546         buffer += sprintf(buffer, "\n");
2547         buffer += sprintf(buffer, "Mems_allowed:\t");
2548         buffer += nodemask_scnprintf(buffer, PAGE_SIZE, task->mems_allowed);
2549         buffer += sprintf(buffer, "\n");
2550         return buffer;
2551 }