cpuset: avoid changing cpuset's cpus when -errno returned
[linux-2.6.git] / kernel / cpuset.c
1 /*
2  *  kernel/cpuset.c
3  *
4  *  Processor and Memory placement constraints for sets of tasks.
5  *
6  *  Copyright (C) 2003 BULL SA.
7  *  Copyright (C) 2004-2007 Silicon Graphics, Inc.
8  *  Copyright (C) 2006 Google, Inc
9  *
10  *  Portions derived from Patrick Mochel's sysfs code.
11  *  sysfs is Copyright (c) 2001-3 Patrick Mochel
12  *
13  *  2003-10-10 Written by Simon Derr.
14  *  2003-10-22 Updates by Stephen Hemminger.
15  *  2004 May-July Rework by Paul Jackson.
16  *  2006 Rework by Paul Menage to use generic cgroups
17  *  2008 Rework of the scheduler domains and CPU hotplug handling
18  *       by Max Krasnyansky
19  *
20  *  This file is subject to the terms and conditions of the GNU General Public
21  *  License.  See the file COPYING in the main directory of the Linux
22  *  distribution for more details.
23  */
24
25 #include <linux/cpu.h>
26 #include <linux/cpumask.h>
27 #include <linux/cpuset.h>
28 #include <linux/err.h>
29 #include <linux/errno.h>
30 #include <linux/file.h>
31 #include <linux/fs.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/interrupt.h>
34 #include <linux/kernel.h>
35 #include <linux/kmod.h>
36 #include <linux/list.h>
37 #include <linux/mempolicy.h>
38 #include <linux/mm.h>
39 #include <linux/module.h>
40 #include <linux/mount.h>
41 #include <linux/namei.h>
42 #include <linux/pagemap.h>
43 #include <linux/proc_fs.h>
44 #include <linux/rcupdate.h>
45 #include <linux/sched.h>
46 #include <linux/seq_file.h>
47 #include <linux/security.h>
48 #include <linux/slab.h>
49 #include <linux/spinlock.h>
50 #include <linux/stat.h>
51 #include <linux/string.h>
52 #include <linux/time.h>
53 #include <linux/backing-dev.h>
54 #include <linux/sort.h>
55
56 #include <asm/uaccess.h>
57 #include <asm/atomic.h>
58 #include <linux/mutex.h>
59 #include <linux/workqueue.h>
60 #include <linux/cgroup.h>
61
62 /*
63  * Tracks how many cpusets are currently defined in system.
64  * When there is only one cpuset (the root cpuset) we can
65  * short circuit some hooks.
66  */
67 int number_of_cpusets __read_mostly;
68
69 /* Forward declare cgroup structures */
70 struct cgroup_subsys cpuset_subsys;
71 struct cpuset;
72
73 /* See "Frequency meter" comments, below. */
74
75 struct fmeter {
76         int cnt;                /* unprocessed events count */
77         int val;                /* most recent output value */
78         time_t time;            /* clock (secs) when val computed */
79         spinlock_t lock;        /* guards read or write of above */
80 };
81
82 struct cpuset {
83         struct cgroup_subsys_state css;
84
85         unsigned long flags;            /* "unsigned long" so bitops work */
86         cpumask_t cpus_allowed;         /* CPUs allowed to tasks in cpuset */
87         nodemask_t mems_allowed;        /* Memory Nodes allowed to tasks */
88
89         struct cpuset *parent;          /* my parent */
90
91         /*
92          * Copy of global cpuset_mems_generation as of the most
93          * recent time this cpuset changed its mems_allowed.
94          */
95         int mems_generation;
96
97         struct fmeter fmeter;           /* memory_pressure filter */
98
99         /* partition number for rebuild_sched_domains() */
100         int pn;
101
102         /* for custom sched domain */
103         int relax_domain_level;
104
105         /* used for walking a cpuset heirarchy */
106         struct list_head stack_list;
107 };
108
109 /* Retrieve the cpuset for a cgroup */
110 static inline struct cpuset *cgroup_cs(struct cgroup *cont)
111 {
112         return container_of(cgroup_subsys_state(cont, cpuset_subsys_id),
113                             struct cpuset, css);
114 }
115
116 /* Retrieve the cpuset for a task */
117 static inline struct cpuset *task_cs(struct task_struct *task)
118 {
119         return container_of(task_subsys_state(task, cpuset_subsys_id),
120                             struct cpuset, css);
121 }
122 struct cpuset_hotplug_scanner {
123         struct cgroup_scanner scan;
124         struct cgroup *to;
125 };
126
127 /* bits in struct cpuset flags field */
128 typedef enum {
129         CS_CPU_EXCLUSIVE,
130         CS_MEM_EXCLUSIVE,
131         CS_MEM_HARDWALL,
132         CS_MEMORY_MIGRATE,
133         CS_SCHED_LOAD_BALANCE,
134         CS_SPREAD_PAGE,
135         CS_SPREAD_SLAB,
136 } cpuset_flagbits_t;
137
138 /* convenient tests for these bits */
139 static inline int is_cpu_exclusive(const struct cpuset *cs)
140 {
141         return test_bit(CS_CPU_EXCLUSIVE, &cs->flags);
142 }
143
144 static inline int is_mem_exclusive(const struct cpuset *cs)
145 {
146         return test_bit(CS_MEM_EXCLUSIVE, &cs->flags);
147 }
148
149 static inline int is_mem_hardwall(const struct cpuset *cs)
150 {
151         return test_bit(CS_MEM_HARDWALL, &cs->flags);
152 }
153
154 static inline int is_sched_load_balance(const struct cpuset *cs)
155 {
156         return test_bit(CS_SCHED_LOAD_BALANCE, &cs->flags);
157 }
158
159 static inline int is_memory_migrate(const struct cpuset *cs)
160 {
161         return test_bit(CS_MEMORY_MIGRATE, &cs->flags);
162 }
163
164 static inline int is_spread_page(const struct cpuset *cs)
165 {
166         return test_bit(CS_SPREAD_PAGE, &cs->flags);
167 }
168
169 static inline int is_spread_slab(const struct cpuset *cs)
170 {
171         return test_bit(CS_SPREAD_SLAB, &cs->flags);
172 }
173
174 /*
175  * Increment this integer everytime any cpuset changes its
176  * mems_allowed value.  Users of cpusets can track this generation
177  * number, and avoid having to lock and reload mems_allowed unless
178  * the cpuset they're using changes generation.
179  *
180  * A single, global generation is needed because cpuset_attach_task() could
181  * reattach a task to a different cpuset, which must not have its
182  * generation numbers aliased with those of that tasks previous cpuset.
183  *
184  * Generations are needed for mems_allowed because one task cannot
185  * modify another's memory placement.  So we must enable every task,
186  * on every visit to __alloc_pages(), to efficiently check whether
187  * its current->cpuset->mems_allowed has changed, requiring an update
188  * of its current->mems_allowed.
189  *
190  * Since writes to cpuset_mems_generation are guarded by the cgroup lock
191  * there is no need to mark it atomic.
192  */
193 static int cpuset_mems_generation;
194
195 static struct cpuset top_cpuset = {
196         .flags = ((1 << CS_CPU_EXCLUSIVE) | (1 << CS_MEM_EXCLUSIVE)),
197         .cpus_allowed = CPU_MASK_ALL,
198         .mems_allowed = NODE_MASK_ALL,
199 };
200
201 /*
202  * There are two global mutexes guarding cpuset structures.  The first
203  * is the main control groups cgroup_mutex, accessed via
204  * cgroup_lock()/cgroup_unlock().  The second is the cpuset-specific
205  * callback_mutex, below. They can nest.  It is ok to first take
206  * cgroup_mutex, then nest callback_mutex.  We also require taking
207  * task_lock() when dereferencing a task's cpuset pointer.  See "The
208  * task_lock() exception", at the end of this comment.
209  *
210  * A task must hold both mutexes to modify cpusets.  If a task
211  * holds cgroup_mutex, then it blocks others wanting that mutex,
212  * ensuring that it is the only task able to also acquire callback_mutex
213  * and be able to modify cpusets.  It can perform various checks on
214  * the cpuset structure first, knowing nothing will change.  It can
215  * also allocate memory while just holding cgroup_mutex.  While it is
216  * performing these checks, various callback routines can briefly
217  * acquire callback_mutex to query cpusets.  Once it is ready to make
218  * the changes, it takes callback_mutex, blocking everyone else.
219  *
220  * Calls to the kernel memory allocator can not be made while holding
221  * callback_mutex, as that would risk double tripping on callback_mutex
222  * from one of the callbacks into the cpuset code from within
223  * __alloc_pages().
224  *
225  * If a task is only holding callback_mutex, then it has read-only
226  * access to cpusets.
227  *
228  * The task_struct fields mems_allowed and mems_generation may only
229  * be accessed in the context of that task, so require no locks.
230  *
231  * The cpuset_common_file_read() handlers only hold callback_mutex across
232  * small pieces of code, such as when reading out possibly multi-word
233  * cpumasks and nodemasks.
234  *
235  * Accessing a task's cpuset should be done in accordance with the
236  * guidelines for accessing subsystem state in kernel/cgroup.c
237  */
238
239 static DEFINE_MUTEX(callback_mutex);
240
241 /*
242  * This is ugly, but preserves the userspace API for existing cpuset
243  * users. If someone tries to mount the "cpuset" filesystem, we
244  * silently switch it to mount "cgroup" instead
245  */
246 static int cpuset_get_sb(struct file_system_type *fs_type,
247                          int flags, const char *unused_dev_name,
248                          void *data, struct vfsmount *mnt)
249 {
250         struct file_system_type *cgroup_fs = get_fs_type("cgroup");
251         int ret = -ENODEV;
252         if (cgroup_fs) {
253                 char mountopts[] =
254                         "cpuset,noprefix,"
255                         "release_agent=/sbin/cpuset_release_agent";
256                 ret = cgroup_fs->get_sb(cgroup_fs, flags,
257                                            unused_dev_name, mountopts, mnt);
258                 put_filesystem(cgroup_fs);
259         }
260         return ret;
261 }
262
263 static struct file_system_type cpuset_fs_type = {
264         .name = "cpuset",
265         .get_sb = cpuset_get_sb,
266 };
267
268 /*
269  * Return in *pmask the portion of a cpusets's cpus_allowed that
270  * are online.  If none are online, walk up the cpuset hierarchy
271  * until we find one that does have some online cpus.  If we get
272  * all the way to the top and still haven't found any online cpus,
273  * return cpu_online_map.  Or if passed a NULL cs from an exit'ing
274  * task, return cpu_online_map.
275  *
276  * One way or another, we guarantee to return some non-empty subset
277  * of cpu_online_map.
278  *
279  * Call with callback_mutex held.
280  */
281
282 static void guarantee_online_cpus(const struct cpuset *cs, cpumask_t *pmask)
283 {
284         while (cs && !cpus_intersects(cs->cpus_allowed, cpu_online_map))
285                 cs = cs->parent;
286         if (cs)
287                 cpus_and(*pmask, cs->cpus_allowed, cpu_online_map);
288         else
289                 *pmask = cpu_online_map;
290         BUG_ON(!cpus_intersects(*pmask, cpu_online_map));
291 }
292
293 /*
294  * Return in *pmask the portion of a cpusets's mems_allowed that
295  * are online, with memory.  If none are online with memory, walk
296  * up the cpuset hierarchy until we find one that does have some
297  * online mems.  If we get all the way to the top and still haven't
298  * found any online mems, return node_states[N_HIGH_MEMORY].
299  *
300  * One way or another, we guarantee to return some non-empty subset
301  * of node_states[N_HIGH_MEMORY].
302  *
303  * Call with callback_mutex held.
304  */
305
306 static void guarantee_online_mems(const struct cpuset *cs, nodemask_t *pmask)
307 {
308         while (cs && !nodes_intersects(cs->mems_allowed,
309                                         node_states[N_HIGH_MEMORY]))
310                 cs = cs->parent;
311         if (cs)
312                 nodes_and(*pmask, cs->mems_allowed,
313                                         node_states[N_HIGH_MEMORY]);
314         else
315                 *pmask = node_states[N_HIGH_MEMORY];
316         BUG_ON(!nodes_intersects(*pmask, node_states[N_HIGH_MEMORY]));
317 }
318
319 /**
320  * cpuset_update_task_memory_state - update task memory placement
321  *
322  * If the current tasks cpusets mems_allowed changed behind our
323  * backs, update current->mems_allowed, mems_generation and task NUMA
324  * mempolicy to the new value.
325  *
326  * Task mempolicy is updated by rebinding it relative to the
327  * current->cpuset if a task has its memory placement changed.
328  * Do not call this routine if in_interrupt().
329  *
330  * Call without callback_mutex or task_lock() held.  May be
331  * called with or without cgroup_mutex held.  Thanks in part to
332  * 'the_top_cpuset_hack', the task's cpuset pointer will never
333  * be NULL.  This routine also might acquire callback_mutex during
334  * call.
335  *
336  * Reading current->cpuset->mems_generation doesn't need task_lock
337  * to guard the current->cpuset derefence, because it is guarded
338  * from concurrent freeing of current->cpuset using RCU.
339  *
340  * The rcu_dereference() is technically probably not needed,
341  * as I don't actually mind if I see a new cpuset pointer but
342  * an old value of mems_generation.  However this really only
343  * matters on alpha systems using cpusets heavily.  If I dropped
344  * that rcu_dereference(), it would save them a memory barrier.
345  * For all other arch's, rcu_dereference is a no-op anyway, and for
346  * alpha systems not using cpusets, another planned optimization,
347  * avoiding the rcu critical section for tasks in the root cpuset
348  * which is statically allocated, so can't vanish, will make this
349  * irrelevant.  Better to use RCU as intended, than to engage in
350  * some cute trick to save a memory barrier that is impossible to
351  * test, for alpha systems using cpusets heavily, which might not
352  * even exist.
353  *
354  * This routine is needed to update the per-task mems_allowed data,
355  * within the tasks context, when it is trying to allocate memory
356  * (in various mm/mempolicy.c routines) and notices that some other
357  * task has been modifying its cpuset.
358  */
359
360 void cpuset_update_task_memory_state(void)
361 {
362         int my_cpusets_mem_gen;
363         struct task_struct *tsk = current;
364         struct cpuset *cs;
365
366         if (task_cs(tsk) == &top_cpuset) {
367                 /* Don't need rcu for top_cpuset.  It's never freed. */
368                 my_cpusets_mem_gen = top_cpuset.mems_generation;
369         } else {
370                 rcu_read_lock();
371                 my_cpusets_mem_gen = task_cs(tsk)->mems_generation;
372                 rcu_read_unlock();
373         }
374
375         if (my_cpusets_mem_gen != tsk->cpuset_mems_generation) {
376                 mutex_lock(&callback_mutex);
377                 task_lock(tsk);
378                 cs = task_cs(tsk); /* Maybe changed when task not locked */
379                 guarantee_online_mems(cs, &tsk->mems_allowed);
380                 tsk->cpuset_mems_generation = cs->mems_generation;
381                 if (is_spread_page(cs))
382                         tsk->flags |= PF_SPREAD_PAGE;
383                 else
384                         tsk->flags &= ~PF_SPREAD_PAGE;
385                 if (is_spread_slab(cs))
386                         tsk->flags |= PF_SPREAD_SLAB;
387                 else
388                         tsk->flags &= ~PF_SPREAD_SLAB;
389                 task_unlock(tsk);
390                 mutex_unlock(&callback_mutex);
391                 mpol_rebind_task(tsk, &tsk->mems_allowed);
392         }
393 }
394
395 /*
396  * is_cpuset_subset(p, q) - Is cpuset p a subset of cpuset q?
397  *
398  * One cpuset is a subset of another if all its allowed CPUs and
399  * Memory Nodes are a subset of the other, and its exclusive flags
400  * are only set if the other's are set.  Call holding cgroup_mutex.
401  */
402
403 static int is_cpuset_subset(const struct cpuset *p, const struct cpuset *q)
404 {
405         return  cpus_subset(p->cpus_allowed, q->cpus_allowed) &&
406                 nodes_subset(p->mems_allowed, q->mems_allowed) &&
407                 is_cpu_exclusive(p) <= is_cpu_exclusive(q) &&
408                 is_mem_exclusive(p) <= is_mem_exclusive(q);
409 }
410
411 /*
412  * validate_change() - Used to validate that any proposed cpuset change
413  *                     follows the structural rules for cpusets.
414  *
415  * If we replaced the flag and mask values of the current cpuset
416  * (cur) with those values in the trial cpuset (trial), would
417  * our various subset and exclusive rules still be valid?  Presumes
418  * cgroup_mutex held.
419  *
420  * 'cur' is the address of an actual, in-use cpuset.  Operations
421  * such as list traversal that depend on the actual address of the
422  * cpuset in the list must use cur below, not trial.
423  *
424  * 'trial' is the address of bulk structure copy of cur, with
425  * perhaps one or more of the fields cpus_allowed, mems_allowed,
426  * or flags changed to new, trial values.
427  *
428  * Return 0 if valid, -errno if not.
429  */
430
431 static int validate_change(const struct cpuset *cur, const struct cpuset *trial)
432 {
433         struct cgroup *cont;
434         struct cpuset *c, *par;
435
436         /* Each of our child cpusets must be a subset of us */
437         list_for_each_entry(cont, &cur->css.cgroup->children, sibling) {
438                 if (!is_cpuset_subset(cgroup_cs(cont), trial))
439                         return -EBUSY;
440         }
441
442         /* Remaining checks don't apply to root cpuset */
443         if (cur == &top_cpuset)
444                 return 0;
445
446         par = cur->parent;
447
448         /* We must be a subset of our parent cpuset */
449         if (!is_cpuset_subset(trial, par))
450                 return -EACCES;
451
452         /*
453          * If either I or some sibling (!= me) is exclusive, we can't
454          * overlap
455          */
456         list_for_each_entry(cont, &par->css.cgroup->children, sibling) {
457                 c = cgroup_cs(cont);
458                 if ((is_cpu_exclusive(trial) || is_cpu_exclusive(c)) &&
459                     c != cur &&
460                     cpus_intersects(trial->cpus_allowed, c->cpus_allowed))
461                         return -EINVAL;
462                 if ((is_mem_exclusive(trial) || is_mem_exclusive(c)) &&
463                     c != cur &&
464                     nodes_intersects(trial->mems_allowed, c->mems_allowed))
465                         return -EINVAL;
466         }
467
468         /* Cpusets with tasks can't have empty cpus_allowed or mems_allowed */
469         if (cgroup_task_count(cur->css.cgroup)) {
470                 if (cpus_empty(trial->cpus_allowed) ||
471                     nodes_empty(trial->mems_allowed)) {
472                         return -ENOSPC;
473                 }
474         }
475
476         return 0;
477 }
478
479 /*
480  * Helper routine for generate_sched_domains().
481  * Do cpusets a, b have overlapping cpus_allowed masks?
482  */
483 static int cpusets_overlap(struct cpuset *a, struct cpuset *b)
484 {
485         return cpus_intersects(a->cpus_allowed, b->cpus_allowed);
486 }
487
488 static void
489 update_domain_attr(struct sched_domain_attr *dattr, struct cpuset *c)
490 {
491         if (dattr->relax_domain_level < c->relax_domain_level)
492                 dattr->relax_domain_level = c->relax_domain_level;
493         return;
494 }
495
496 static void
497 update_domain_attr_tree(struct sched_domain_attr *dattr, struct cpuset *c)
498 {
499         LIST_HEAD(q);
500
501         list_add(&c->stack_list, &q);
502         while (!list_empty(&q)) {
503                 struct cpuset *cp;
504                 struct cgroup *cont;
505                 struct cpuset *child;
506
507                 cp = list_first_entry(&q, struct cpuset, stack_list);
508                 list_del(q.next);
509
510                 if (cpus_empty(cp->cpus_allowed))
511                         continue;
512
513                 if (is_sched_load_balance(cp))
514                         update_domain_attr(dattr, cp);
515
516                 list_for_each_entry(cont, &cp->css.cgroup->children, sibling) {
517                         child = cgroup_cs(cont);
518                         list_add_tail(&child->stack_list, &q);
519                 }
520         }
521 }
522
523 /*
524  * generate_sched_domains()
525  *
526  * This function builds a partial partition of the systems CPUs
527  * A 'partial partition' is a set of non-overlapping subsets whose
528  * union is a subset of that set.
529  * The output of this function needs to be passed to kernel/sched.c
530  * partition_sched_domains() routine, which will rebuild the scheduler's
531  * load balancing domains (sched domains) as specified by that partial
532  * partition.
533  *
534  * See "What is sched_load_balance" in Documentation/cpusets.txt
535  * for a background explanation of this.
536  *
537  * Does not return errors, on the theory that the callers of this
538  * routine would rather not worry about failures to rebuild sched
539  * domains when operating in the severe memory shortage situations
540  * that could cause allocation failures below.
541  *
542  * Must be called with cgroup_lock held.
543  *
544  * The three key local variables below are:
545  *    q  - a linked-list queue of cpuset pointers, used to implement a
546  *         top-down scan of all cpusets.  This scan loads a pointer
547  *         to each cpuset marked is_sched_load_balance into the
548  *         array 'csa'.  For our purposes, rebuilding the schedulers
549  *         sched domains, we can ignore !is_sched_load_balance cpusets.
550  *  csa  - (for CpuSet Array) Array of pointers to all the cpusets
551  *         that need to be load balanced, for convenient iterative
552  *         access by the subsequent code that finds the best partition,
553  *         i.e the set of domains (subsets) of CPUs such that the
554  *         cpus_allowed of every cpuset marked is_sched_load_balance
555  *         is a subset of one of these domains, while there are as
556  *         many such domains as possible, each as small as possible.
557  * doms  - Conversion of 'csa' to an array of cpumasks, for passing to
558  *         the kernel/sched.c routine partition_sched_domains() in a
559  *         convenient format, that can be easily compared to the prior
560  *         value to determine what partition elements (sched domains)
561  *         were changed (added or removed.)
562  *
563  * Finding the best partition (set of domains):
564  *      The triple nested loops below over i, j, k scan over the
565  *      load balanced cpusets (using the array of cpuset pointers in
566  *      csa[]) looking for pairs of cpusets that have overlapping
567  *      cpus_allowed, but which don't have the same 'pn' partition
568  *      number and gives them in the same partition number.  It keeps
569  *      looping on the 'restart' label until it can no longer find
570  *      any such pairs.
571  *
572  *      The union of the cpus_allowed masks from the set of
573  *      all cpusets having the same 'pn' value then form the one
574  *      element of the partition (one sched domain) to be passed to
575  *      partition_sched_domains().
576  */
577 static int generate_sched_domains(cpumask_t **domains,
578                         struct sched_domain_attr **attributes)
579 {
580         LIST_HEAD(q);           /* queue of cpusets to be scanned */
581         struct cpuset *cp;      /* scans q */
582         struct cpuset **csa;    /* array of all cpuset ptrs */
583         int csn;                /* how many cpuset ptrs in csa so far */
584         int i, j, k;            /* indices for partition finding loops */
585         cpumask_t *doms;        /* resulting partition; i.e. sched domains */
586         struct sched_domain_attr *dattr;  /* attributes for custom domains */
587         int ndoms;              /* number of sched domains in result */
588         int nslot;              /* next empty doms[] cpumask_t slot */
589
590         ndoms = 0;
591         doms = NULL;
592         dattr = NULL;
593         csa = NULL;
594
595         /* Special case for the 99% of systems with one, full, sched domain */
596         if (is_sched_load_balance(&top_cpuset)) {
597                 doms = kmalloc(sizeof(cpumask_t), GFP_KERNEL);
598                 if (!doms)
599                         goto done;
600
601                 dattr = kmalloc(sizeof(struct sched_domain_attr), GFP_KERNEL);
602                 if (dattr) {
603                         *dattr = SD_ATTR_INIT;
604                         update_domain_attr_tree(dattr, &top_cpuset);
605                 }
606                 *doms = top_cpuset.cpus_allowed;
607
608                 ndoms = 1;
609                 goto done;
610         }
611
612         csa = kmalloc(number_of_cpusets * sizeof(cp), GFP_KERNEL);
613         if (!csa)
614                 goto done;
615         csn = 0;
616
617         list_add(&top_cpuset.stack_list, &q);
618         while (!list_empty(&q)) {
619                 struct cgroup *cont;
620                 struct cpuset *child;   /* scans child cpusets of cp */
621
622                 cp = list_first_entry(&q, struct cpuset, stack_list);
623                 list_del(q.next);
624
625                 if (cpus_empty(cp->cpus_allowed))
626                         continue;
627
628                 /*
629                  * All child cpusets contain a subset of the parent's cpus, so
630                  * just skip them, and then we call update_domain_attr_tree()
631                  * to calc relax_domain_level of the corresponding sched
632                  * domain.
633                  */
634                 if (is_sched_load_balance(cp)) {
635                         csa[csn++] = cp;
636                         continue;
637                 }
638
639                 list_for_each_entry(cont, &cp->css.cgroup->children, sibling) {
640                         child = cgroup_cs(cont);
641                         list_add_tail(&child->stack_list, &q);
642                 }
643         }
644
645         for (i = 0; i < csn; i++)
646                 csa[i]->pn = i;
647         ndoms = csn;
648
649 restart:
650         /* Find the best partition (set of sched domains) */
651         for (i = 0; i < csn; i++) {
652                 struct cpuset *a = csa[i];
653                 int apn = a->pn;
654
655                 for (j = 0; j < csn; j++) {
656                         struct cpuset *b = csa[j];
657                         int bpn = b->pn;
658
659                         if (apn != bpn && cpusets_overlap(a, b)) {
660                                 for (k = 0; k < csn; k++) {
661                                         struct cpuset *c = csa[k];
662
663                                         if (c->pn == bpn)
664                                                 c->pn = apn;
665                                 }
666                                 ndoms--;        /* one less element */
667                                 goto restart;
668                         }
669                 }
670         }
671
672         /*
673          * Now we know how many domains to create.
674          * Convert <csn, csa> to <ndoms, doms> and populate cpu masks.
675          */
676         doms = kmalloc(ndoms * sizeof(cpumask_t), GFP_KERNEL);
677         if (!doms) {
678                 ndoms = 0;
679                 goto done;
680         }
681
682         /*
683          * The rest of the code, including the scheduler, can deal with
684          * dattr==NULL case. No need to abort if alloc fails.
685          */
686         dattr = kmalloc(ndoms * sizeof(struct sched_domain_attr), GFP_KERNEL);
687
688         for (nslot = 0, i = 0; i < csn; i++) {
689                 struct cpuset *a = csa[i];
690                 cpumask_t *dp;
691                 int apn = a->pn;
692
693                 if (apn < 0) {
694                         /* Skip completed partitions */
695                         continue;
696                 }
697
698                 dp = doms + nslot;
699
700                 if (nslot == ndoms) {
701                         static int warnings = 10;
702                         if (warnings) {
703                                 printk(KERN_WARNING
704                                  "rebuild_sched_domains confused:"
705                                   " nslot %d, ndoms %d, csn %d, i %d,"
706                                   " apn %d\n",
707                                   nslot, ndoms, csn, i, apn);
708                                 warnings--;
709                         }
710                         continue;
711                 }
712
713                 cpus_clear(*dp);
714                 if (dattr)
715                         *(dattr + nslot) = SD_ATTR_INIT;
716                 for (j = i; j < csn; j++) {
717                         struct cpuset *b = csa[j];
718
719                         if (apn == b->pn) {
720                                 cpus_or(*dp, *dp, b->cpus_allowed);
721                                 if (dattr)
722                                         update_domain_attr_tree(dattr + nslot, b);
723
724                                 /* Done with this partition */
725                                 b->pn = -1;
726                         }
727                 }
728                 nslot++;
729         }
730         BUG_ON(nslot != ndoms);
731
732 done:
733         kfree(csa);
734
735         *domains    = doms;
736         *attributes = dattr;
737         return ndoms;
738 }
739
740 /*
741  * Rebuild scheduler domains.
742  *
743  * Call with neither cgroup_mutex held nor within get_online_cpus().
744  * Takes both cgroup_mutex and get_online_cpus().
745  *
746  * Cannot be directly called from cpuset code handling changes
747  * to the cpuset pseudo-filesystem, because it cannot be called
748  * from code that already holds cgroup_mutex.
749  */
750 static void do_rebuild_sched_domains(struct work_struct *unused)
751 {
752         struct sched_domain_attr *attr;
753         cpumask_t *doms;
754         int ndoms;
755
756         get_online_cpus();
757
758         /* Generate domain masks and attrs */
759         cgroup_lock();
760         ndoms = generate_sched_domains(&doms, &attr);
761         cgroup_unlock();
762
763         /* Have scheduler rebuild the domains */
764         partition_sched_domains(ndoms, doms, attr);
765
766         put_online_cpus();
767 }
768
769 static DECLARE_WORK(rebuild_sched_domains_work, do_rebuild_sched_domains);
770
771 /*
772  * Rebuild scheduler domains, asynchronously via workqueue.
773  *
774  * If the flag 'sched_load_balance' of any cpuset with non-empty
775  * 'cpus' changes, or if the 'cpus' allowed changes in any cpuset
776  * which has that flag enabled, or if any cpuset with a non-empty
777  * 'cpus' is removed, then call this routine to rebuild the
778  * scheduler's dynamic sched domains.
779  *
780  * The rebuild_sched_domains() and partition_sched_domains()
781  * routines must nest cgroup_lock() inside get_online_cpus(),
782  * but such cpuset changes as these must nest that locking the
783  * other way, holding cgroup_lock() for much of the code.
784  *
785  * So in order to avoid an ABBA deadlock, the cpuset code handling
786  * these user changes delegates the actual sched domain rebuilding
787  * to a separate workqueue thread, which ends up processing the
788  * above do_rebuild_sched_domains() function.
789  */
790 static void async_rebuild_sched_domains(void)
791 {
792         schedule_work(&rebuild_sched_domains_work);
793 }
794
795 /*
796  * Accomplishes the same scheduler domain rebuild as the above
797  * async_rebuild_sched_domains(), however it directly calls the
798  * rebuild routine synchronously rather than calling it via an
799  * asynchronous work thread.
800  *
801  * This can only be called from code that is not holding
802  * cgroup_mutex (not nested in a cgroup_lock() call.)
803  */
804 void rebuild_sched_domains(void)
805 {
806         do_rebuild_sched_domains(NULL);
807 }
808
809 /**
810  * cpuset_test_cpumask - test a task's cpus_allowed versus its cpuset's
811  * @tsk: task to test
812  * @scan: struct cgroup_scanner contained in its struct cpuset_hotplug_scanner
813  *
814  * Call with cgroup_mutex held.  May take callback_mutex during call.
815  * Called for each task in a cgroup by cgroup_scan_tasks().
816  * Return nonzero if this tasks's cpus_allowed mask should be changed (in other
817  * words, if its mask is not equal to its cpuset's mask).
818  */
819 static int cpuset_test_cpumask(struct task_struct *tsk,
820                                struct cgroup_scanner *scan)
821 {
822         return !cpus_equal(tsk->cpus_allowed,
823                         (cgroup_cs(scan->cg))->cpus_allowed);
824 }
825
826 /**
827  * cpuset_change_cpumask - make a task's cpus_allowed the same as its cpuset's
828  * @tsk: task to test
829  * @scan: struct cgroup_scanner containing the cgroup of the task
830  *
831  * Called by cgroup_scan_tasks() for each task in a cgroup whose
832  * cpus_allowed mask needs to be changed.
833  *
834  * We don't need to re-check for the cgroup/cpuset membership, since we're
835  * holding cgroup_lock() at this point.
836  */
837 static void cpuset_change_cpumask(struct task_struct *tsk,
838                                   struct cgroup_scanner *scan)
839 {
840         set_cpus_allowed_ptr(tsk, &((cgroup_cs(scan->cg))->cpus_allowed));
841 }
842
843 /**
844  * update_tasks_cpumask - Update the cpumasks of tasks in the cpuset.
845  * @cs: the cpuset in which each task's cpus_allowed mask needs to be changed
846  * @heap: if NULL, defer allocating heap memory to cgroup_scan_tasks()
847  *
848  * Called with cgroup_mutex held
849  *
850  * The cgroup_scan_tasks() function will scan all the tasks in a cgroup,
851  * calling callback functions for each.
852  *
853  * No return value. It's guaranteed that cgroup_scan_tasks() always returns 0
854  * if @heap != NULL.
855  */
856 static void update_tasks_cpumask(struct cpuset *cs, struct ptr_heap *heap)
857 {
858         struct cgroup_scanner scan;
859
860         scan.cg = cs->css.cgroup;
861         scan.test_task = cpuset_test_cpumask;
862         scan.process_task = cpuset_change_cpumask;
863         scan.heap = heap;
864         cgroup_scan_tasks(&scan);
865 }
866
867 /**
868  * update_cpumask - update the cpus_allowed mask of a cpuset and all tasks in it
869  * @cs: the cpuset to consider
870  * @buf: buffer of cpu numbers written to this cpuset
871  */
872 static int update_cpumask(struct cpuset *cs, const char *buf)
873 {
874         struct ptr_heap heap;
875         struct cpuset trialcs;
876         int retval;
877         int is_load_balanced;
878
879         /* top_cpuset.cpus_allowed tracks cpu_online_map; it's read-only */
880         if (cs == &top_cpuset)
881                 return -EACCES;
882
883         trialcs = *cs;
884
885         /*
886          * An empty cpus_allowed is ok only if the cpuset has no tasks.
887          * Since cpulist_parse() fails on an empty mask, we special case
888          * that parsing.  The validate_change() call ensures that cpusets
889          * with tasks have cpus.
890          */
891         if (!*buf) {
892                 cpus_clear(trialcs.cpus_allowed);
893         } else {
894                 retval = cpulist_parse(buf, trialcs.cpus_allowed);
895                 if (retval < 0)
896                         return retval;
897
898                 if (!cpus_subset(trialcs.cpus_allowed, cpu_online_map))
899                         return -EINVAL;
900         }
901         retval = validate_change(cs, &trialcs);
902         if (retval < 0)
903                 return retval;
904
905         /* Nothing to do if the cpus didn't change */
906         if (cpus_equal(cs->cpus_allowed, trialcs.cpus_allowed))
907                 return 0;
908
909         retval = heap_init(&heap, PAGE_SIZE, GFP_KERNEL, NULL);
910         if (retval)
911                 return retval;
912
913         is_load_balanced = is_sched_load_balance(&trialcs);
914
915         mutex_lock(&callback_mutex);
916         cs->cpus_allowed = trialcs.cpus_allowed;
917         mutex_unlock(&callback_mutex);
918
919         /*
920          * Scan tasks in the cpuset, and update the cpumasks of any
921          * that need an update.
922          */
923         update_tasks_cpumask(cs, &heap);
924
925         heap_free(&heap);
926
927         if (is_load_balanced)
928                 async_rebuild_sched_domains();
929         return 0;
930 }
931
932 /*
933  * cpuset_migrate_mm
934  *
935  *    Migrate memory region from one set of nodes to another.
936  *
937  *    Temporarilly set tasks mems_allowed to target nodes of migration,
938  *    so that the migration code can allocate pages on these nodes.
939  *
940  *    Call holding cgroup_mutex, so current's cpuset won't change
941  *    during this call, as manage_mutex holds off any cpuset_attach()
942  *    calls.  Therefore we don't need to take task_lock around the
943  *    call to guarantee_online_mems(), as we know no one is changing
944  *    our task's cpuset.
945  *
946  *    Hold callback_mutex around the two modifications of our tasks
947  *    mems_allowed to synchronize with cpuset_mems_allowed().
948  *
949  *    While the mm_struct we are migrating is typically from some
950  *    other task, the task_struct mems_allowed that we are hacking
951  *    is for our current task, which must allocate new pages for that
952  *    migrating memory region.
953  *
954  *    We call cpuset_update_task_memory_state() before hacking
955  *    our tasks mems_allowed, so that we are assured of being in
956  *    sync with our tasks cpuset, and in particular, callbacks to
957  *    cpuset_update_task_memory_state() from nested page allocations
958  *    won't see any mismatch of our cpuset and task mems_generation
959  *    values, so won't overwrite our hacked tasks mems_allowed
960  *    nodemask.
961  */
962
963 static void cpuset_migrate_mm(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
964                                                         const nodemask_t *to)
965 {
966         struct task_struct *tsk = current;
967
968         cpuset_update_task_memory_state();
969
970         mutex_lock(&callback_mutex);
971         tsk->mems_allowed = *to;
972         mutex_unlock(&callback_mutex);
973
974         do_migrate_pages(mm, from, to, MPOL_MF_MOVE_ALL);
975
976         mutex_lock(&callback_mutex);
977         guarantee_online_mems(task_cs(tsk),&tsk->mems_allowed);
978         mutex_unlock(&callback_mutex);
979 }
980
981 static void *cpuset_being_rebound;
982
983 /**
984  * update_tasks_nodemask - Update the nodemasks of tasks in the cpuset.
985  * @cs: the cpuset in which each task's mems_allowed mask needs to be changed
986  * @oldmem: old mems_allowed of cpuset cs
987  *
988  * Called with cgroup_mutex held
989  * Return 0 if successful, -errno if not.
990  */
991 static int update_tasks_nodemask(struct cpuset *cs, const nodemask_t *oldmem)
992 {
993         struct task_struct *p;
994         struct mm_struct **mmarray;
995         int i, n, ntasks;
996         int migrate;
997         int fudge;
998         struct cgroup_iter it;
999         int retval;
1000
1001         cpuset_being_rebound = cs;              /* causes mpol_dup() rebind */
1002
1003         fudge = 10;                             /* spare mmarray[] slots */
1004         fudge += cpus_weight(cs->cpus_allowed); /* imagine one fork-bomb/cpu */
1005         retval = -ENOMEM;
1006
1007         /*
1008          * Allocate mmarray[] to hold mm reference for each task
1009          * in cpuset cs.  Can't kmalloc GFP_KERNEL while holding
1010          * tasklist_lock.  We could use GFP_ATOMIC, but with a
1011          * few more lines of code, we can retry until we get a big
1012          * enough mmarray[] w/o using GFP_ATOMIC.
1013          */
1014         while (1) {
1015                 ntasks = cgroup_task_count(cs->css.cgroup);  /* guess */
1016                 ntasks += fudge;
1017                 mmarray = kmalloc(ntasks * sizeof(*mmarray), GFP_KERNEL);
1018                 if (!mmarray)
1019                         goto done;
1020                 read_lock(&tasklist_lock);              /* block fork */
1021                 if (cgroup_task_count(cs->css.cgroup) <= ntasks)
1022                         break;                          /* got enough */
1023                 read_unlock(&tasklist_lock);            /* try again */
1024                 kfree(mmarray);
1025         }
1026
1027         n = 0;
1028
1029         /* Load up mmarray[] with mm reference for each task in cpuset. */
1030         cgroup_iter_start(cs->css.cgroup, &it);
1031         while ((p = cgroup_iter_next(cs->css.cgroup, &it))) {
1032                 struct mm_struct *mm;
1033
1034                 if (n >= ntasks) {
1035                         printk(KERN_WARNING
1036                                 "Cpuset mempolicy rebind incomplete.\n");
1037                         break;
1038                 }
1039                 mm = get_task_mm(p);
1040                 if (!mm)
1041                         continue;
1042                 mmarray[n++] = mm;
1043         }
1044         cgroup_iter_end(cs->css.cgroup, &it);
1045         read_unlock(&tasklist_lock);
1046
1047         /*
1048          * Now that we've dropped the tasklist spinlock, we can
1049          * rebind the vma mempolicies of each mm in mmarray[] to their
1050          * new cpuset, and release that mm.  The mpol_rebind_mm()
1051          * call takes mmap_sem, which we couldn't take while holding
1052          * tasklist_lock.  Forks can happen again now - the mpol_dup()
1053          * cpuset_being_rebound check will catch such forks, and rebind
1054          * their vma mempolicies too.  Because we still hold the global
1055          * cgroup_mutex, we know that no other rebind effort will
1056          * be contending for the global variable cpuset_being_rebound.
1057          * It's ok if we rebind the same mm twice; mpol_rebind_mm()
1058          * is idempotent.  Also migrate pages in each mm to new nodes.
1059          */
1060         migrate = is_memory_migrate(cs);
1061         for (i = 0; i < n; i++) {
1062                 struct mm_struct *mm = mmarray[i];
1063
1064                 mpol_rebind_mm(mm, &cs->mems_allowed);
1065                 if (migrate)
1066                         cpuset_migrate_mm(mm, oldmem, &cs->mems_allowed);
1067                 mmput(mm);
1068         }
1069
1070         /* We're done rebinding vmas to this cpuset's new mems_allowed. */
1071         kfree(mmarray);
1072         cpuset_being_rebound = NULL;
1073         retval = 0;
1074 done:
1075         return retval;
1076 }
1077
1078 /*
1079  * Handle user request to change the 'mems' memory placement
1080  * of a cpuset.  Needs to validate the request, update the
1081  * cpusets mems_allowed and mems_generation, and for each
1082  * task in the cpuset, rebind any vma mempolicies and if
1083  * the cpuset is marked 'memory_migrate', migrate the tasks
1084  * pages to the new memory.
1085  *
1086  * Call with cgroup_mutex held.  May take callback_mutex during call.
1087  * Will take tasklist_lock, scan tasklist for tasks in cpuset cs,
1088  * lock each such tasks mm->mmap_sem, scan its vma's and rebind
1089  * their mempolicies to the cpusets new mems_allowed.
1090  */
1091 static int update_nodemask(struct cpuset *cs, const char *buf)
1092 {
1093         struct cpuset trialcs;
1094         nodemask_t oldmem;
1095         int retval;
1096
1097         /*
1098          * top_cpuset.mems_allowed tracks node_stats[N_HIGH_MEMORY];
1099          * it's read-only
1100          */
1101         if (cs == &top_cpuset)
1102                 return -EACCES;
1103
1104         trialcs = *cs;
1105
1106         /*
1107          * An empty mems_allowed is ok iff there are no tasks in the cpuset.
1108          * Since nodelist_parse() fails on an empty mask, we special case
1109          * that parsing.  The validate_change() call ensures that cpusets
1110          * with tasks have memory.
1111          */
1112         if (!*buf) {
1113                 nodes_clear(trialcs.mems_allowed);
1114         } else {
1115                 retval = nodelist_parse(buf, trialcs.mems_allowed);
1116                 if (retval < 0)
1117                         goto done;
1118
1119                 if (!nodes_subset(trialcs.mems_allowed,
1120                                 node_states[N_HIGH_MEMORY]))
1121                         return -EINVAL;
1122         }
1123         oldmem = cs->mems_allowed;
1124         if (nodes_equal(oldmem, trialcs.mems_allowed)) {
1125                 retval = 0;             /* Too easy - nothing to do */
1126                 goto done;
1127         }
1128         retval = validate_change(cs, &trialcs);
1129         if (retval < 0)
1130                 goto done;
1131
1132         mutex_lock(&callback_mutex);
1133         cs->mems_allowed = trialcs.mems_allowed;
1134         cs->mems_generation = cpuset_mems_generation++;
1135         mutex_unlock(&callback_mutex);
1136
1137         retval = update_tasks_nodemask(cs, &oldmem);
1138 done:
1139         return retval;
1140 }
1141
1142 int current_cpuset_is_being_rebound(void)
1143 {
1144         return task_cs(current) == cpuset_being_rebound;
1145 }
1146
1147 static int update_relax_domain_level(struct cpuset *cs, s64 val)
1148 {
1149         if (val < -1 || val >= SD_LV_MAX)
1150                 return -EINVAL;
1151
1152         if (val != cs->relax_domain_level) {
1153                 cs->relax_domain_level = val;
1154                 if (!cpus_empty(cs->cpus_allowed) && is_sched_load_balance(cs))
1155                         async_rebuild_sched_domains();
1156         }
1157
1158         return 0;
1159 }
1160
1161 /*
1162  * update_flag - read a 0 or a 1 in a file and update associated flag
1163  * bit:         the bit to update (see cpuset_flagbits_t)
1164  * cs:          the cpuset to update
1165  * turning_on:  whether the flag is being set or cleared
1166  *
1167  * Call with cgroup_mutex held.
1168  */
1169
1170 static int update_flag(cpuset_flagbits_t bit, struct cpuset *cs,
1171                        int turning_on)
1172 {
1173         struct cpuset trialcs;
1174         int err;
1175         int cpus_nonempty, balance_flag_changed;
1176
1177         trialcs = *cs;
1178         if (turning_on)
1179                 set_bit(bit, &trialcs.flags);
1180         else
1181                 clear_bit(bit, &trialcs.flags);
1182
1183         err = validate_change(cs, &trialcs);
1184         if (err < 0)
1185                 return err;
1186
1187         cpus_nonempty = !cpus_empty(trialcs.cpus_allowed);
1188         balance_flag_changed = (is_sched_load_balance(cs) !=
1189                                         is_sched_load_balance(&trialcs));
1190
1191         mutex_lock(&callback_mutex);
1192         cs->flags = trialcs.flags;
1193         mutex_unlock(&callback_mutex);
1194
1195         if (cpus_nonempty && balance_flag_changed)
1196                 async_rebuild_sched_domains();
1197
1198         return 0;
1199 }
1200
1201 /*
1202  * Frequency meter - How fast is some event occurring?
1203  *
1204  * These routines manage a digitally filtered, constant time based,
1205  * event frequency meter.  There are four routines:
1206  *   fmeter_init() - initialize a frequency meter.
1207  *   fmeter_markevent() - called each time the event happens.
1208  *   fmeter_getrate() - returns the recent rate of such events.
1209  *   fmeter_update() - internal routine used to update fmeter.
1210  *
1211  * A common data structure is passed to each of these routines,
1212  * which is used to keep track of the state required to manage the
1213  * frequency meter and its digital filter.
1214  *
1215  * The filter works on the number of events marked per unit time.
1216  * The filter is single-pole low-pass recursive (IIR).  The time unit
1217  * is 1 second.  Arithmetic is done using 32-bit integers scaled to
1218  * simulate 3 decimal digits of precision (multiplied by 1000).
1219  *
1220  * With an FM_COEF of 933, and a time base of 1 second, the filter
1221  * has a half-life of 10 seconds, meaning that if the events quit
1222  * happening, then the rate returned from the fmeter_getrate()
1223  * will be cut in half each 10 seconds, until it converges to zero.
1224  *
1225  * It is not worth doing a real infinitely recursive filter.  If more
1226  * than FM_MAXTICKS ticks have elapsed since the last filter event,
1227  * just compute FM_MAXTICKS ticks worth, by which point the level
1228  * will be stable.
1229  *
1230  * Limit the count of unprocessed events to FM_MAXCNT, so as to avoid
1231  * arithmetic overflow in the fmeter_update() routine.
1232  *
1233  * Given the simple 32 bit integer arithmetic used, this meter works
1234  * best for reporting rates between one per millisecond (msec) and
1235  * one per 32 (approx) seconds.  At constant rates faster than one
1236  * per msec it maxes out at values just under 1,000,000.  At constant
1237  * rates between one per msec, and one per second it will stabilize
1238  * to a value N*1000, where N is the rate of events per second.
1239  * At constant rates between one per second and one per 32 seconds,
1240  * it will be choppy, moving up on the seconds that have an event,
1241  * and then decaying until the next event.  At rates slower than
1242  * about one in 32 seconds, it decays all the way back to zero between
1243  * each event.
1244  */
1245
1246 #define FM_COEF 933             /* coefficient for half-life of 10 secs */
1247 #define FM_MAXTICKS ((time_t)99) /* useless computing more ticks than this */
1248 #define FM_MAXCNT 1000000       /* limit cnt to avoid overflow */
1249 #define FM_SCALE 1000           /* faux fixed point scale */
1250
1251 /* Initialize a frequency meter */
1252 static void fmeter_init(struct fmeter *fmp)
1253 {
1254         fmp->cnt = 0;
1255         fmp->val = 0;
1256         fmp->time = 0;
1257         spin_lock_init(&fmp->lock);
1258 }
1259
1260 /* Internal meter update - process cnt events and update value */
1261 static void fmeter_update(struct fmeter *fmp)
1262 {
1263         time_t now = get_seconds();
1264         time_t ticks = now - fmp->time;
1265
1266         if (ticks == 0)
1267                 return;
1268
1269         ticks = min(FM_MAXTICKS, ticks);
1270         while (ticks-- > 0)
1271                 fmp->val = (FM_COEF * fmp->val) / FM_SCALE;
1272         fmp->time = now;
1273
1274         fmp->val += ((FM_SCALE - FM_COEF) * fmp->cnt) / FM_SCALE;
1275         fmp->cnt = 0;
1276 }
1277
1278 /* Process any previous ticks, then bump cnt by one (times scale). */
1279 static void fmeter_markevent(struct fmeter *fmp)
1280 {
1281         spin_lock(&fmp->lock);
1282         fmeter_update(fmp);
1283         fmp->cnt = min(FM_MAXCNT, fmp->cnt + FM_SCALE);
1284         spin_unlock(&fmp->lock);
1285 }
1286
1287 /* Process any previous ticks, then return current value. */
1288 static int fmeter_getrate(struct fmeter *fmp)
1289 {
1290         int val;
1291
1292         spin_lock(&fmp->lock);
1293         fmeter_update(fmp);
1294         val = fmp->val;
1295         spin_unlock(&fmp->lock);
1296         return val;
1297 }
1298
1299 /* Called by cgroups to determine if a cpuset is usable; cgroup_mutex held */
1300 static int cpuset_can_attach(struct cgroup_subsys *ss,
1301                              struct cgroup *cont, struct task_struct *tsk)
1302 {
1303         struct cpuset *cs = cgroup_cs(cont);
1304
1305         if (cpus_empty(cs->cpus_allowed) || nodes_empty(cs->mems_allowed))
1306                 return -ENOSPC;
1307         if (tsk->flags & PF_THREAD_BOUND) {
1308                 cpumask_t mask;
1309
1310                 mutex_lock(&callback_mutex);
1311                 mask = cs->cpus_allowed;
1312                 mutex_unlock(&callback_mutex);
1313                 if (!cpus_equal(tsk->cpus_allowed, mask))
1314                         return -EINVAL;
1315         }
1316
1317         return security_task_setscheduler(tsk, 0, NULL);
1318 }
1319
1320 static void cpuset_attach(struct cgroup_subsys *ss,
1321                           struct cgroup *cont, struct cgroup *oldcont,
1322                           struct task_struct *tsk)
1323 {
1324         cpumask_t cpus;
1325         nodemask_t from, to;
1326         struct mm_struct *mm;
1327         struct cpuset *cs = cgroup_cs(cont);
1328         struct cpuset *oldcs = cgroup_cs(oldcont);
1329         int err;
1330
1331         mutex_lock(&callback_mutex);
1332         guarantee_online_cpus(cs, &cpus);
1333         err = set_cpus_allowed_ptr(tsk, &cpus);
1334         mutex_unlock(&callback_mutex);
1335         if (err)
1336                 return;
1337
1338         from = oldcs->mems_allowed;
1339         to = cs->mems_allowed;
1340         mm = get_task_mm(tsk);
1341         if (mm) {
1342                 mpol_rebind_mm(mm, &to);
1343                 if (is_memory_migrate(cs))
1344                         cpuset_migrate_mm(mm, &from, &to);
1345                 mmput(mm);
1346         }
1347
1348 }
1349
1350 /* The various types of files and directories in a cpuset file system */
1351
1352 typedef enum {
1353         FILE_MEMORY_MIGRATE,
1354         FILE_CPULIST,
1355         FILE_MEMLIST,
1356         FILE_CPU_EXCLUSIVE,
1357         FILE_MEM_EXCLUSIVE,
1358         FILE_MEM_HARDWALL,
1359         FILE_SCHED_LOAD_BALANCE,
1360         FILE_SCHED_RELAX_DOMAIN_LEVEL,
1361         FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED,
1362         FILE_MEMORY_PRESSURE,
1363         FILE_SPREAD_PAGE,
1364         FILE_SPREAD_SLAB,
1365 } cpuset_filetype_t;
1366
1367 static int cpuset_write_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft, u64 val)
1368 {
1369         int retval = 0;
1370         struct cpuset *cs = cgroup_cs(cgrp);
1371         cpuset_filetype_t type = cft->private;
1372
1373         if (!cgroup_lock_live_group(cgrp))
1374                 return -ENODEV;
1375
1376         switch (type) {
1377         case FILE_CPU_EXCLUSIVE:
1378                 retval = update_flag(CS_CPU_EXCLUSIVE, cs, val);
1379                 break;
1380         case FILE_MEM_EXCLUSIVE:
1381                 retval = update_flag(CS_MEM_EXCLUSIVE, cs, val);
1382                 break;
1383         case FILE_MEM_HARDWALL:
1384                 retval = update_flag(CS_MEM_HARDWALL, cs, val);
1385                 break;
1386         case FILE_SCHED_LOAD_BALANCE:
1387                 retval = update_flag(CS_SCHED_LOAD_BALANCE, cs, val);
1388                 break;
1389         case FILE_MEMORY_MIGRATE:
1390                 retval = update_flag(CS_MEMORY_MIGRATE, cs, val);
1391                 break;
1392         case FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED:
1393                 cpuset_memory_pressure_enabled = !!val;
1394                 break;
1395         case FILE_MEMORY_PRESSURE:
1396                 retval = -EACCES;
1397                 break;
1398         case FILE_SPREAD_PAGE:
1399                 retval = update_flag(CS_SPREAD_PAGE, cs, val);
1400                 cs->mems_generation = cpuset_mems_generation++;
1401                 break;
1402         case FILE_SPREAD_SLAB:
1403                 retval = update_flag(CS_SPREAD_SLAB, cs, val);
1404                 cs->mems_generation = cpuset_mems_generation++;
1405                 break;
1406         default:
1407                 retval = -EINVAL;
1408                 break;
1409         }
1410         cgroup_unlock();
1411         return retval;
1412 }
1413
1414 static int cpuset_write_s64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft, s64 val)
1415 {
1416         int retval = 0;
1417         struct cpuset *cs = cgroup_cs(cgrp);
1418         cpuset_filetype_t type = cft->private;
1419
1420         if (!cgroup_lock_live_group(cgrp))
1421                 return -ENODEV;
1422
1423         switch (type) {
1424         case FILE_SCHED_RELAX_DOMAIN_LEVEL:
1425                 retval = update_relax_domain_level(cs, val);
1426                 break;
1427         default:
1428                 retval = -EINVAL;
1429                 break;
1430         }
1431         cgroup_unlock();
1432         return retval;
1433 }
1434
1435 /*
1436  * Common handling for a write to a "cpus" or "mems" file.
1437  */
1438 static int cpuset_write_resmask(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
1439                                 const char *buf)
1440 {
1441         int retval = 0;
1442
1443         if (!cgroup_lock_live_group(cgrp))
1444                 return -ENODEV;
1445
1446         switch (cft->private) {
1447         case FILE_CPULIST:
1448                 retval = update_cpumask(cgroup_cs(cgrp), buf);
1449                 break;
1450         case FILE_MEMLIST:
1451                 retval = update_nodemask(cgroup_cs(cgrp), buf);
1452                 break;
1453         default:
1454                 retval = -EINVAL;
1455                 break;
1456         }
1457         cgroup_unlock();
1458         return retval;
1459 }
1460
1461 /*
1462  * These ascii lists should be read in a single call, by using a user
1463  * buffer large enough to hold the entire map.  If read in smaller
1464  * chunks, there is no guarantee of atomicity.  Since the display format
1465  * used, list of ranges of sequential numbers, is variable length,
1466  * and since these maps can change value dynamically, one could read
1467  * gibberish by doing partial reads while a list was changing.
1468  * A single large read to a buffer that crosses a page boundary is
1469  * ok, because the result being copied to user land is not recomputed
1470  * across a page fault.
1471  */
1472
1473 static int cpuset_sprintf_cpulist(char *page, struct cpuset *cs)
1474 {
1475         cpumask_t mask;
1476
1477         mutex_lock(&callback_mutex);
1478         mask = cs->cpus_allowed;
1479         mutex_unlock(&callback_mutex);
1480
1481         return cpulist_scnprintf(page, PAGE_SIZE, mask);
1482 }
1483
1484 static int cpuset_sprintf_memlist(char *page, struct cpuset *cs)
1485 {
1486         nodemask_t mask;
1487
1488         mutex_lock(&callback_mutex);
1489         mask = cs->mems_allowed;
1490         mutex_unlock(&callback_mutex);
1491
1492         return nodelist_scnprintf(page, PAGE_SIZE, mask);
1493 }
1494
1495 static ssize_t cpuset_common_file_read(struct cgroup *cont,
1496                                        struct cftype *cft,
1497                                        struct file *file,
1498                                        char __user *buf,
1499                                        size_t nbytes, loff_t *ppos)
1500 {
1501         struct cpuset *cs = cgroup_cs(cont);
1502         cpuset_filetype_t type = cft->private;
1503         char *page;
1504         ssize_t retval = 0;
1505         char *s;
1506
1507         if (!(page = (char *)__get_free_page(GFP_TEMPORARY)))
1508                 return -ENOMEM;
1509
1510         s = page;
1511
1512         switch (type) {
1513         case FILE_CPULIST:
1514                 s += cpuset_sprintf_cpulist(s, cs);
1515                 break;
1516         case FILE_MEMLIST:
1517                 s += cpuset_sprintf_memlist(s, cs);
1518                 break;
1519         default:
1520                 retval = -EINVAL;
1521                 goto out;
1522         }
1523         *s++ = '\n';
1524
1525         retval = simple_read_from_buffer(buf, nbytes, ppos, page, s - page);
1526 out:
1527         free_page((unsigned long)page);
1528         return retval;
1529 }
1530
1531 static u64 cpuset_read_u64(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
1532 {
1533         struct cpuset *cs = cgroup_cs(cont);
1534         cpuset_filetype_t type = cft->private;
1535         switch (type) {
1536         case FILE_CPU_EXCLUSIVE:
1537                 return is_cpu_exclusive(cs);
1538         case FILE_MEM_EXCLUSIVE:
1539                 return is_mem_exclusive(cs);
1540         case FILE_MEM_HARDWALL:
1541                 return is_mem_hardwall(cs);
1542         case FILE_SCHED_LOAD_BALANCE:
1543                 return is_sched_load_balance(cs);
1544         case FILE_MEMORY_MIGRATE:
1545                 return is_memory_migrate(cs);
1546         case FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED:
1547                 return cpuset_memory_pressure_enabled;
1548         case FILE_MEMORY_PRESSURE:
1549                 return fmeter_getrate(&cs->fmeter);
1550         case FILE_SPREAD_PAGE:
1551                 return is_spread_page(cs);
1552         case FILE_SPREAD_SLAB:
1553                 return is_spread_slab(cs);
1554         default:
1555                 BUG();
1556         }
1557
1558         /* Unreachable but makes gcc happy */
1559         return 0;
1560 }
1561
1562 static s64 cpuset_read_s64(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
1563 {
1564         struct cpuset *cs = cgroup_cs(cont);
1565         cpuset_filetype_t type = cft->private;
1566         switch (type) {
1567         case FILE_SCHED_RELAX_DOMAIN_LEVEL:
1568                 return cs->relax_domain_level;
1569         default:
1570                 BUG();
1571         }
1572
1573         /* Unrechable but makes gcc happy */
1574         return 0;
1575 }
1576
1577
1578 /*
1579  * for the common functions, 'private' gives the type of file
1580  */
1581
1582 static struct cftype files[] = {
1583         {
1584                 .name = "cpus",
1585                 .read = cpuset_common_file_read,
1586                 .write_string = cpuset_write_resmask,
1587                 .max_write_len = (100U + 6 * NR_CPUS),
1588                 .private = FILE_CPULIST,
1589         },
1590
1591         {
1592                 .name = "mems",
1593                 .read = cpuset_common_file_read,
1594                 .write_string = cpuset_write_resmask,
1595                 .max_write_len = (100U + 6 * MAX_NUMNODES),
1596                 .private = FILE_MEMLIST,
1597         },
1598
1599         {
1600                 .name = "cpu_exclusive",
1601                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1602                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1603                 .private = FILE_CPU_EXCLUSIVE,
1604         },
1605
1606         {
1607                 .name = "mem_exclusive",
1608                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1609                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1610                 .private = FILE_MEM_EXCLUSIVE,
1611         },
1612
1613         {
1614                 .name = "mem_hardwall",
1615                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1616                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1617                 .private = FILE_MEM_HARDWALL,
1618         },
1619
1620         {
1621                 .name = "sched_load_balance",
1622                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1623                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1624                 .private = FILE_SCHED_LOAD_BALANCE,
1625         },
1626
1627         {
1628                 .name = "sched_relax_domain_level",
1629                 .read_s64 = cpuset_read_s64,
1630                 .write_s64 = cpuset_write_s64,
1631                 .private = FILE_SCHED_RELAX_DOMAIN_LEVEL,
1632         },
1633
1634         {
1635                 .name = "memory_migrate",
1636                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1637                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1638                 .private = FILE_MEMORY_MIGRATE,
1639         },
1640
1641         {
1642                 .name = "memory_pressure",
1643                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1644                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1645                 .private = FILE_MEMORY_PRESSURE,
1646         },
1647
1648         {
1649                 .name = "memory_spread_page",
1650                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1651                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1652                 .private = FILE_SPREAD_PAGE,
1653         },
1654
1655         {
1656                 .name = "memory_spread_slab",
1657                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1658                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1659                 .private = FILE_SPREAD_SLAB,
1660         },
1661 };
1662
1663 static struct cftype cft_memory_pressure_enabled = {
1664         .name = "memory_pressure_enabled",
1665         .read_u64 = cpuset_read_u64,
1666         .write_u64 = cpuset_write_u64,
1667         .private = FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED,
1668 };
1669
1670 static int cpuset_populate(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cont)
1671 {
1672         int err;
1673
1674         err = cgroup_add_files(cont, ss, files, ARRAY_SIZE(files));
1675         if (err)
1676                 return err;
1677         /* memory_pressure_enabled is in root cpuset only */
1678         if (!cont->parent)
1679                 err = cgroup_add_file(cont, ss,
1680                                       &cft_memory_pressure_enabled);
1681         return err;
1682 }
1683
1684 /*
1685  * post_clone() is called at the end of cgroup_clone().
1686  * 'cgroup' was just created automatically as a result of
1687  * a cgroup_clone(), and the current task is about to
1688  * be moved into 'cgroup'.
1689  *
1690  * Currently we refuse to set up the cgroup - thereby
1691  * refusing the task to be entered, and as a result refusing
1692  * the sys_unshare() or clone() which initiated it - if any
1693  * sibling cpusets have exclusive cpus or mem.
1694  *
1695  * If this becomes a problem for some users who wish to
1696  * allow that scenario, then cpuset_post_clone() could be
1697  * changed to grant parent->cpus_allowed-sibling_cpus_exclusive
1698  * (and likewise for mems) to the new cgroup. Called with cgroup_mutex
1699  * held.
1700  */
1701 static void cpuset_post_clone(struct cgroup_subsys *ss,
1702                               struct cgroup *cgroup)
1703 {
1704         struct cgroup *parent, *child;
1705         struct cpuset *cs, *parent_cs;
1706
1707         parent = cgroup->parent;
1708         list_for_each_entry(child, &parent->children, sibling) {
1709                 cs = cgroup_cs(child);
1710                 if (is_mem_exclusive(cs) || is_cpu_exclusive(cs))
1711                         return;
1712         }
1713         cs = cgroup_cs(cgroup);
1714         parent_cs = cgroup_cs(parent);
1715
1716         cs->mems_allowed = parent_cs->mems_allowed;
1717         cs->cpus_allowed = parent_cs->cpus_allowed;
1718         return;
1719 }
1720
1721 /*
1722  *      cpuset_create - create a cpuset
1723  *      ss:     cpuset cgroup subsystem
1724  *      cont:   control group that the new cpuset will be part of
1725  */
1726
1727 static struct cgroup_subsys_state *cpuset_create(
1728         struct cgroup_subsys *ss,
1729         struct cgroup *cont)
1730 {
1731         struct cpuset *cs;
1732         struct cpuset *parent;
1733
1734         if (!cont->parent) {
1735                 /* This is early initialization for the top cgroup */
1736                 top_cpuset.mems_generation = cpuset_mems_generation++;
1737                 return &top_cpuset.css;
1738         }
1739         parent = cgroup_cs(cont->parent);
1740         cs = kmalloc(sizeof(*cs), GFP_KERNEL);
1741         if (!cs)
1742                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1743
1744         cpuset_update_task_memory_state();
1745         cs->flags = 0;
1746         if (is_spread_page(parent))
1747                 set_bit(CS_SPREAD_PAGE, &cs->flags);
1748         if (is_spread_slab(parent))
1749                 set_bit(CS_SPREAD_SLAB, &cs->flags);
1750         set_bit(CS_SCHED_LOAD_BALANCE, &cs->flags);
1751         cpus_clear(cs->cpus_allowed);
1752         nodes_clear(cs->mems_allowed);
1753         cs->mems_generation = cpuset_mems_generation++;
1754         fmeter_init(&cs->fmeter);
1755         cs->relax_domain_level = -1;
1756
1757         cs->parent = parent;
1758         number_of_cpusets++;
1759         return &cs->css ;
1760 }
1761
1762 /*
1763  * If the cpuset being removed has its flag 'sched_load_balance'
1764  * enabled, then simulate turning sched_load_balance off, which
1765  * will call async_rebuild_sched_domains().
1766  */
1767
1768 static void cpuset_destroy(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cont)
1769 {
1770         struct cpuset *cs = cgroup_cs(cont);
1771
1772         cpuset_update_task_memory_state();
1773
1774         if (is_sched_load_balance(cs))
1775                 update_flag(CS_SCHED_LOAD_BALANCE, cs, 0);
1776
1777         number_of_cpusets--;
1778         kfree(cs);
1779 }
1780
1781 struct cgroup_subsys cpuset_subsys = {
1782         .name = "cpuset",
1783         .create = cpuset_create,
1784         .destroy = cpuset_destroy,
1785         .can_attach = cpuset_can_attach,
1786         .attach = cpuset_attach,
1787         .populate = cpuset_populate,
1788         .post_clone = cpuset_post_clone,
1789         .subsys_id = cpuset_subsys_id,
1790         .early_init = 1,
1791 };
1792
1793 /*
1794  * cpuset_init_early - just enough so that the calls to
1795  * cpuset_update_task_memory_state() in early init code
1796  * are harmless.
1797  */
1798
1799 int __init cpuset_init_early(void)
1800 {
1801         top_cpuset.mems_generation = cpuset_mems_generation++;
1802         return 0;
1803 }
1804
1805
1806 /**
1807  * cpuset_init - initialize cpusets at system boot
1808  *
1809  * Description: Initialize top_cpuset and the cpuset internal file system,
1810  **/
1811
1812 int __init cpuset_init(void)
1813 {
1814         int err = 0;
1815
1816         cpus_setall(top_cpuset.cpus_allowed);
1817         nodes_setall(top_cpuset.mems_allowed);
1818
1819         fmeter_init(&top_cpuset.fmeter);
1820         top_cpuset.mems_generation = cpuset_mems_generation++;
1821         set_bit(CS_SCHED_LOAD_BALANCE, &top_cpuset.flags);
1822         top_cpuset.relax_domain_level = -1;
1823
1824         err = register_filesystem(&cpuset_fs_type);
1825         if (err < 0)
1826                 return err;
1827
1828         number_of_cpusets = 1;
1829         return 0;
1830 }
1831
1832 /**
1833  * cpuset_do_move_task - move a given task to another cpuset
1834  * @tsk: pointer to task_struct the task to move
1835  * @scan: struct cgroup_scanner contained in its struct cpuset_hotplug_scanner
1836  *
1837  * Called by cgroup_scan_tasks() for each task in a cgroup.
1838  * Return nonzero to stop the walk through the tasks.
1839  */
1840 static void cpuset_do_move_task(struct task_struct *tsk,
1841                                 struct cgroup_scanner *scan)
1842 {
1843         struct cpuset_hotplug_scanner *chsp;
1844
1845         chsp = container_of(scan, struct cpuset_hotplug_scanner, scan);
1846         cgroup_attach_task(chsp->to, tsk);
1847 }
1848
1849 /**
1850  * move_member_tasks_to_cpuset - move tasks from one cpuset to another
1851  * @from: cpuset in which the tasks currently reside
1852  * @to: cpuset to which the tasks will be moved
1853  *
1854  * Called with cgroup_mutex held
1855  * callback_mutex must not be held, as cpuset_attach() will take it.
1856  *
1857  * The cgroup_scan_tasks() function will scan all the tasks in a cgroup,
1858  * calling callback functions for each.
1859  */
1860 static void move_member_tasks_to_cpuset(struct cpuset *from, struct cpuset *to)
1861 {
1862         struct cpuset_hotplug_scanner scan;
1863
1864         scan.scan.cg = from->css.cgroup;
1865         scan.scan.test_task = NULL; /* select all tasks in cgroup */
1866         scan.scan.process_task = cpuset_do_move_task;
1867         scan.scan.heap = NULL;
1868         scan.to = to->css.cgroup;
1869
1870         if (cgroup_scan_tasks(&scan.scan))
1871                 printk(KERN_ERR "move_member_tasks_to_cpuset: "
1872                                 "cgroup_scan_tasks failed\n");
1873 }
1874
1875 /*
1876  * If CPU and/or memory hotplug handlers, below, unplug any CPUs
1877  * or memory nodes, we need to walk over the cpuset hierarchy,
1878  * removing that CPU or node from all cpusets.  If this removes the
1879  * last CPU or node from a cpuset, then move the tasks in the empty
1880  * cpuset to its next-highest non-empty parent.
1881  *
1882  * Called with cgroup_mutex held
1883  * callback_mutex must not be held, as cpuset_attach() will take it.
1884  */
1885 static void remove_tasks_in_empty_cpuset(struct cpuset *cs)
1886 {
1887         struct cpuset *parent;
1888
1889         /*
1890          * The cgroup's css_sets list is in use if there are tasks
1891          * in the cpuset; the list is empty if there are none;
1892          * the cs->css.refcnt seems always 0.
1893          */
1894         if (list_empty(&cs->css.cgroup->css_sets))
1895                 return;
1896
1897         /*
1898          * Find its next-highest non-empty parent, (top cpuset
1899          * has online cpus, so can't be empty).
1900          */
1901         parent = cs->parent;
1902         while (cpus_empty(parent->cpus_allowed) ||
1903                         nodes_empty(parent->mems_allowed))
1904                 parent = parent->parent;
1905
1906         move_member_tasks_to_cpuset(cs, parent);
1907 }
1908
1909 /*
1910  * Walk the specified cpuset subtree and look for empty cpusets.
1911  * The tasks of such cpuset must be moved to a parent cpuset.
1912  *
1913  * Called with cgroup_mutex held.  We take callback_mutex to modify
1914  * cpus_allowed and mems_allowed.
1915  *
1916  * This walk processes the tree from top to bottom, completing one layer
1917  * before dropping down to the next.  It always processes a node before
1918  * any of its children.
1919  *
1920  * For now, since we lack memory hot unplug, we'll never see a cpuset
1921  * that has tasks along with an empty 'mems'.  But if we did see such
1922  * a cpuset, we'd handle it just like we do if its 'cpus' was empty.
1923  */
1924 static void scan_for_empty_cpusets(const struct cpuset *root)
1925 {
1926         LIST_HEAD(queue);
1927         struct cpuset *cp;      /* scans cpusets being updated */
1928         struct cpuset *child;   /* scans child cpusets of cp */
1929         struct cgroup *cont;
1930         nodemask_t oldmems;
1931
1932         list_add_tail((struct list_head *)&root->stack_list, &queue);
1933
1934         while (!list_empty(&queue)) {
1935                 cp = list_first_entry(&queue, struct cpuset, stack_list);
1936                 list_del(queue.next);
1937                 list_for_each_entry(cont, &cp->css.cgroup->children, sibling) {
1938                         child = cgroup_cs(cont);
1939                         list_add_tail(&child->stack_list, &queue);
1940                 }
1941
1942                 /* Continue past cpusets with all cpus, mems online */
1943                 if (cpus_subset(cp->cpus_allowed, cpu_online_map) &&
1944                     nodes_subset(cp->mems_allowed, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
1945                         continue;
1946
1947                 oldmems = cp->mems_allowed;
1948
1949                 /* Remove offline cpus and mems from this cpuset. */
1950                 mutex_lock(&callback_mutex);
1951                 cpus_and(cp->cpus_allowed, cp->cpus_allowed, cpu_online_map);
1952                 nodes_and(cp->mems_allowed, cp->mems_allowed,
1953                                                 node_states[N_HIGH_MEMORY]);
1954                 mutex_unlock(&callback_mutex);
1955
1956                 /* Move tasks from the empty cpuset to a parent */
1957                 if (cpus_empty(cp->cpus_allowed) ||
1958                      nodes_empty(cp->mems_allowed))
1959                         remove_tasks_in_empty_cpuset(cp);
1960                 else {
1961                         update_tasks_cpumask(cp, NULL);
1962                         update_tasks_nodemask(cp, &oldmems);
1963                 }
1964         }
1965 }
1966
1967 /*
1968  * The top_cpuset tracks what CPUs and Memory Nodes are online,
1969  * period.  This is necessary in order to make cpusets transparent
1970  * (of no affect) on systems that are actively using CPU hotplug
1971  * but making no active use of cpusets.
1972  *
1973  * This routine ensures that top_cpuset.cpus_allowed tracks
1974  * cpu_online_map on each CPU hotplug (cpuhp) event.
1975  *
1976  * Called within get_online_cpus().  Needs to call cgroup_lock()
1977  * before calling generate_sched_domains().
1978  */
1979 static int cpuset_track_online_cpus(struct notifier_block *unused_nb,
1980                                 unsigned long phase, void *unused_cpu)
1981 {
1982         struct sched_domain_attr *attr;
1983         cpumask_t *doms;
1984         int ndoms;
1985
1986         switch (phase) {
1987         case CPU_ONLINE:
1988         case CPU_ONLINE_FROZEN:
1989         case CPU_DEAD:
1990         case CPU_DEAD_FROZEN:
1991                 break;
1992
1993         default:
1994                 return NOTIFY_DONE;
1995         }
1996
1997         cgroup_lock();
1998         top_cpuset.cpus_allowed = cpu_online_map;
1999         scan_for_empty_cpusets(&top_cpuset);
2000         ndoms = generate_sched_domains(&doms, &attr);
2001         cgroup_unlock();
2002
2003         /* Have scheduler rebuild the domains */
2004         partition_sched_domains(ndoms, doms, attr);
2005
2006         return NOTIFY_OK;
2007 }
2008
2009 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2010 /*
2011  * Keep top_cpuset.mems_allowed tracking node_states[N_HIGH_MEMORY].
2012  * Call this routine anytime after node_states[N_HIGH_MEMORY] changes.
2013  * See also the previous routine cpuset_track_online_cpus().
2014  */
2015 void cpuset_track_online_nodes(void)
2016 {
2017         cgroup_lock();
2018         top_cpuset.mems_allowed = node_states[N_HIGH_MEMORY];
2019         scan_for_empty_cpusets(&top_cpuset);
2020         cgroup_unlock();
2021 }
2022 #endif
2023
2024 /**
2025  * cpuset_init_smp - initialize cpus_allowed
2026  *
2027  * Description: Finish top cpuset after cpu, node maps are initialized
2028  **/
2029
2030 void __init cpuset_init_smp(void)
2031 {
2032         top_cpuset.cpus_allowed = cpu_online_map;
2033         top_cpuset.mems_allowed = node_states[N_HIGH_MEMORY];
2034
2035         hotcpu_notifier(cpuset_track_online_cpus, 0);
2036 }
2037
2038 /**
2039  * cpuset_cpus_allowed - return cpus_allowed mask from a tasks cpuset.
2040  * @tsk: pointer to task_struct from which to obtain cpuset->cpus_allowed.
2041  * @pmask: pointer to cpumask_t variable to receive cpus_allowed set.
2042  *
2043  * Description: Returns the cpumask_t cpus_allowed of the cpuset
2044  * attached to the specified @tsk.  Guaranteed to return some non-empty
2045  * subset of cpu_online_map, even if this means going outside the
2046  * tasks cpuset.
2047  **/
2048
2049 void cpuset_cpus_allowed(struct task_struct *tsk, cpumask_t *pmask)
2050 {
2051         mutex_lock(&callback_mutex);
2052         cpuset_cpus_allowed_locked(tsk, pmask);
2053         mutex_unlock(&callback_mutex);
2054 }
2055
2056 /**
2057  * cpuset_cpus_allowed_locked - return cpus_allowed mask from a tasks cpuset.
2058  * Must be called with callback_mutex held.
2059  **/
2060 void cpuset_cpus_allowed_locked(struct task_struct *tsk, cpumask_t *pmask)
2061 {
2062         task_lock(tsk);
2063         guarantee_online_cpus(task_cs(tsk), pmask);
2064         task_unlock(tsk);
2065 }
2066
2067 void cpuset_init_current_mems_allowed(void)
2068 {
2069         nodes_setall(current->mems_allowed);
2070 }
2071
2072 /**
2073  * cpuset_mems_allowed - return mems_allowed mask from a tasks cpuset.
2074  * @tsk: pointer to task_struct from which to obtain cpuset->mems_allowed.
2075  *
2076  * Description: Returns the nodemask_t mems_allowed of the cpuset
2077  * attached to the specified @tsk.  Guaranteed to return some non-empty
2078  * subset of node_states[N_HIGH_MEMORY], even if this means going outside the
2079  * tasks cpuset.
2080  **/
2081
2082 nodemask_t cpuset_mems_allowed(struct task_struct *tsk)
2083 {
2084         nodemask_t mask;
2085
2086         mutex_lock(&callback_mutex);
2087         task_lock(tsk);
2088         guarantee_online_mems(task_cs(tsk), &mask);
2089         task_unlock(tsk);
2090         mutex_unlock(&callback_mutex);
2091
2092         return mask;
2093 }
2094
2095 /**
2096  * cpuset_nodemask_valid_mems_allowed - check nodemask vs. curremt mems_allowed
2097  * @nodemask: the nodemask to be checked
2098  *
2099  * Are any of the nodes in the nodemask allowed in current->mems_allowed?
2100  */
2101 int cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(nodemask_t *nodemask)
2102 {
2103         return nodes_intersects(*nodemask, current->mems_allowed);
2104 }
2105
2106 /*
2107  * nearest_hardwall_ancestor() - Returns the nearest mem_exclusive or
2108  * mem_hardwall ancestor to the specified cpuset.  Call holding
2109  * callback_mutex.  If no ancestor is mem_exclusive or mem_hardwall
2110  * (an unusual configuration), then returns the root cpuset.
2111  */
2112 static const struct cpuset *nearest_hardwall_ancestor(const struct cpuset *cs)
2113 {
2114         while (!(is_mem_exclusive(cs) || is_mem_hardwall(cs)) && cs->parent)
2115                 cs = cs->parent;
2116         return cs;
2117 }
2118
2119 /**
2120  * cpuset_zone_allowed_softwall - Can we allocate on zone z's memory node?
2121  * @z: is this zone on an allowed node?
2122  * @gfp_mask: memory allocation flags
2123  *
2124  * If we're in interrupt, yes, we can always allocate.  If
2125  * __GFP_THISNODE is set, yes, we can always allocate.  If zone
2126  * z's node is in our tasks mems_allowed, yes.  If it's not a
2127  * __GFP_HARDWALL request and this zone's nodes is in the nearest
2128  * hardwalled cpuset ancestor to this tasks cpuset, yes.
2129  * If the task has been OOM killed and has access to memory reserves
2130  * as specified by the TIF_MEMDIE flag, yes.
2131  * Otherwise, no.
2132  *
2133  * If __GFP_HARDWALL is set, cpuset_zone_allowed_softwall()
2134  * reduces to cpuset_zone_allowed_hardwall().  Otherwise,
2135  * cpuset_zone_allowed_softwall() might sleep, and might allow a zone
2136  * from an enclosing cpuset.
2137  *
2138  * cpuset_zone_allowed_hardwall() only handles the simpler case of
2139  * hardwall cpusets, and never sleeps.
2140  *
2141  * The __GFP_THISNODE placement logic is really handled elsewhere,
2142  * by forcibly using a zonelist starting at a specified node, and by
2143  * (in get_page_from_freelist()) refusing to consider the zones for
2144  * any node on the zonelist except the first.  By the time any such
2145  * calls get to this routine, we should just shut up and say 'yes'.
2146  *
2147  * GFP_USER allocations are marked with the __GFP_HARDWALL bit,
2148  * and do not allow allocations outside the current tasks cpuset
2149  * unless the task has been OOM killed as is marked TIF_MEMDIE.
2150  * GFP_KERNEL allocations are not so marked, so can escape to the
2151  * nearest enclosing hardwalled ancestor cpuset.
2152  *
2153  * Scanning up parent cpusets requires callback_mutex.  The
2154  * __alloc_pages() routine only calls here with __GFP_HARDWALL bit
2155  * _not_ set if it's a GFP_KERNEL allocation, and all nodes in the
2156  * current tasks mems_allowed came up empty on the first pass over
2157  * the zonelist.  So only GFP_KERNEL allocations, if all nodes in the
2158  * cpuset are short of memory, might require taking the callback_mutex
2159  * mutex.
2160  *
2161  * The first call here from mm/page_alloc:get_page_from_freelist()
2162  * has __GFP_HARDWALL set in gfp_mask, enforcing hardwall cpusets,
2163  * so no allocation on a node outside the cpuset is allowed (unless
2164  * in interrupt, of course).
2165  *
2166  * The second pass through get_page_from_freelist() doesn't even call
2167  * here for GFP_ATOMIC calls.  For those calls, the __alloc_pages()
2168  * variable 'wait' is not set, and the bit ALLOC_CPUSET is not set
2169  * in alloc_flags.  That logic and the checks below have the combined
2170  * affect that:
2171  *      in_interrupt - any node ok (current task context irrelevant)
2172  *      GFP_ATOMIC   - any node ok
2173  *      TIF_MEMDIE   - any node ok
2174  *      GFP_KERNEL   - any node in enclosing hardwalled cpuset ok
2175  *      GFP_USER     - only nodes in current tasks mems allowed ok.
2176  *
2177  * Rule:
2178  *    Don't call cpuset_zone_allowed_softwall if you can't sleep, unless you
2179  *    pass in the __GFP_HARDWALL flag set in gfp_flag, which disables
2180  *    the code that might scan up ancestor cpusets and sleep.
2181  */
2182
2183 int __cpuset_zone_allowed_softwall(struct zone *z, gfp_t gfp_mask)
2184 {
2185         int node;                       /* node that zone z is on */
2186         const struct cpuset *cs;        /* current cpuset ancestors */
2187         int allowed;                    /* is allocation in zone z allowed? */
2188
2189         if (in_interrupt() || (gfp_mask & __GFP_THISNODE))
2190                 return 1;
2191         node = zone_to_nid(z);
2192         might_sleep_if(!(gfp_mask & __GFP_HARDWALL));
2193         if (node_isset(node, current->mems_allowed))
2194                 return 1;
2195         /*
2196          * Allow tasks that have access to memory reserves because they have
2197          * been OOM killed to get memory anywhere.
2198          */
2199         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
2200                 return 1;
2201         if (gfp_mask & __GFP_HARDWALL)  /* If hardwall request, stop here */
2202                 return 0;
2203
2204         if (current->flags & PF_EXITING) /* Let dying task have memory */
2205                 return 1;
2206
2207         /* Not hardwall and node outside mems_allowed: scan up cpusets */
2208         mutex_lock(&callback_mutex);
2209
2210         task_lock(current);
2211         cs = nearest_hardwall_ancestor(task_cs(current));
2212         task_unlock(current);
2213
2214         allowed = node_isset(node, cs->mems_allowed);
2215         mutex_unlock(&callback_mutex);
2216         return allowed;
2217 }
2218
2219 /*
2220  * cpuset_zone_allowed_hardwall - Can we allocate on zone z's memory node?
2221  * @z: is this zone on an allowed node?
2222  * @gfp_mask: memory allocation flags
2223  *
2224  * If we're in interrupt, yes, we can always allocate.
2225  * If __GFP_THISNODE is set, yes, we can always allocate.  If zone
2226  * z's node is in our tasks mems_allowed, yes.   If the task has been
2227  * OOM killed and has access to memory reserves as specified by the
2228  * TIF_MEMDIE flag, yes.  Otherwise, no.
2229  *
2230  * The __GFP_THISNODE placement logic is really handled elsewhere,
2231  * by forcibly using a zonelist starting at a specified node, and by
2232  * (in get_page_from_freelist()) refusing to consider the zones for
2233  * any node on the zonelist except the first.  By the time any such
2234  * calls get to this routine, we should just shut up and say 'yes'.
2235  *
2236  * Unlike the cpuset_zone_allowed_softwall() variant, above,
2237  * this variant requires that the zone be in the current tasks
2238  * mems_allowed or that we're in interrupt.  It does not scan up the
2239  * cpuset hierarchy for the nearest enclosing mem_exclusive cpuset.
2240  * It never sleeps.
2241  */
2242
2243 int __cpuset_zone_allowed_hardwall(struct zone *z, gfp_t gfp_mask)
2244 {
2245         int node;                       /* node that zone z is on */
2246
2247         if (in_interrupt() || (gfp_mask & __GFP_THISNODE))
2248                 return 1;
2249         node = zone_to_nid(z);
2250         if (node_isset(node, current->mems_allowed))
2251                 return 1;
2252         /*
2253          * Allow tasks that have access to memory reserves because they have
2254          * been OOM killed to get memory anywhere.
2255          */
2256         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
2257                 return 1;
2258         return 0;
2259 }
2260
2261 /**
2262  * cpuset_lock - lock out any changes to cpuset structures
2263  *
2264  * The out of memory (oom) code needs to mutex_lock cpusets
2265  * from being changed while it scans the tasklist looking for a
2266  * task in an overlapping cpuset.  Expose callback_mutex via this
2267  * cpuset_lock() routine, so the oom code can lock it, before
2268  * locking the task list.  The tasklist_lock is a spinlock, so
2269  * must be taken inside callback_mutex.
2270  */
2271
2272 void cpuset_lock(void)
2273 {
2274         mutex_lock(&callback_mutex);
2275 }
2276
2277 /**
2278  * cpuset_unlock - release lock on cpuset changes
2279  *
2280  * Undo the lock taken in a previous cpuset_lock() call.
2281  */
2282
2283 void cpuset_unlock(void)
2284 {
2285         mutex_unlock(&callback_mutex);
2286 }
2287
2288 /**
2289  * cpuset_mem_spread_node() - On which node to begin search for a page
2290  *
2291  * If a task is marked PF_SPREAD_PAGE or PF_SPREAD_SLAB (as for
2292  * tasks in a cpuset with is_spread_page or is_spread_slab set),
2293  * and if the memory allocation used cpuset_mem_spread_node()
2294  * to determine on which node to start looking, as it will for
2295  * certain page cache or slab cache pages such as used for file
2296  * system buffers and inode caches, then instead of starting on the
2297  * local node to look for a free page, rather spread the starting
2298  * node around the tasks mems_allowed nodes.
2299  *
2300  * We don't have to worry about the returned node being offline
2301  * because "it can't happen", and even if it did, it would be ok.
2302  *
2303  * The routines calling guarantee_online_mems() are careful to
2304  * only set nodes in task->mems_allowed that are online.  So it
2305  * should not be possible for the following code to return an
2306  * offline node.  But if it did, that would be ok, as this routine
2307  * is not returning the node where the allocation must be, only
2308  * the node where the search should start.  The zonelist passed to
2309  * __alloc_pages() will include all nodes.  If the slab allocator
2310  * is passed an offline node, it will fall back to the local node.
2311  * See kmem_cache_alloc_node().
2312  */
2313
2314 int cpuset_mem_spread_node(void)
2315 {
2316         int node;
2317
2318         node = next_node(current->cpuset_mem_spread_rotor, current->mems_allowed);
2319         if (node == MAX_NUMNODES)
2320                 node = first_node(current->mems_allowed);
2321         current->cpuset_mem_spread_rotor = node;
2322         return node;
2323 }
2324 EXPORT_SYMBOL_GPL(cpuset_mem_spread_node);
2325
2326 /**
2327  * cpuset_mems_allowed_intersects - Does @tsk1's mems_allowed intersect @tsk2's?
2328  * @tsk1: pointer to task_struct of some task.
2329  * @tsk2: pointer to task_struct of some other task.
2330  *
2331  * Description: Return true if @tsk1's mems_allowed intersects the
2332  * mems_allowed of @tsk2.  Used by the OOM killer to determine if
2333  * one of the task's memory usage might impact the memory available
2334  * to the other.
2335  **/
2336
2337 int cpuset_mems_allowed_intersects(const struct task_struct *tsk1,
2338                                    const struct task_struct *tsk2)
2339 {
2340         return nodes_intersects(tsk1->mems_allowed, tsk2->mems_allowed);
2341 }
2342
2343 /*
2344  * Collection of memory_pressure is suppressed unless
2345  * this flag is enabled by writing "1" to the special
2346  * cpuset file 'memory_pressure_enabled' in the root cpuset.
2347  */
2348
2349 int cpuset_memory_pressure_enabled __read_mostly;
2350
2351 /**
2352  * cpuset_memory_pressure_bump - keep stats of per-cpuset reclaims.
2353  *
2354  * Keep a running average of the rate of synchronous (direct)
2355  * page reclaim efforts initiated by tasks in each cpuset.
2356  *
2357  * This represents the rate at which some task in the cpuset
2358  * ran low on memory on all nodes it was allowed to use, and
2359  * had to enter the kernels page reclaim code in an effort to
2360  * create more free memory by tossing clean pages or swapping
2361  * or writing dirty pages.
2362  *
2363  * Display to user space in the per-cpuset read-only file
2364  * "memory_pressure".  Value displayed is an integer
2365  * representing the recent rate of entry into the synchronous
2366  * (direct) page reclaim by any task attached to the cpuset.
2367  **/
2368
2369 void __cpuset_memory_pressure_bump(void)
2370 {
2371         task_lock(current);
2372         fmeter_markevent(&task_cs(current)->fmeter);
2373         task_unlock(current);
2374 }
2375
2376 #ifdef CONFIG_PROC_PID_CPUSET
2377 /*
2378  * proc_cpuset_show()
2379  *  - Print tasks cpuset path into seq_file.
2380  *  - Used for /proc/<pid>/cpuset.
2381  *  - No need to task_lock(tsk) on this tsk->cpuset reference, as it
2382  *    doesn't really matter if tsk->cpuset changes after we read it,
2383  *    and we take cgroup_mutex, keeping cpuset_attach() from changing it
2384  *    anyway.
2385  */
2386 static int proc_cpuset_show(struct seq_file *m, void *unused_v)
2387 {
2388         struct pid *pid;
2389         struct task_struct *tsk;
2390         char *buf;
2391         struct cgroup_subsys_state *css;
2392         int retval;
2393
2394         retval = -ENOMEM;
2395         buf = kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
2396         if (!buf)
2397                 goto out;
2398
2399         retval = -ESRCH;
2400         pid = m->private;
2401         tsk = get_pid_task(pid, PIDTYPE_PID);
2402         if (!tsk)
2403                 goto out_free;
2404
2405         retval = -EINVAL;
2406         cgroup_lock();
2407         css = task_subsys_state(tsk, cpuset_subsys_id);
2408         retval = cgroup_path(css->cgroup, buf, PAGE_SIZE);
2409         if (retval < 0)
2410                 goto out_unlock;
2411         seq_puts(m, buf);
2412         seq_putc(m, '\n');
2413 out_unlock:
2414         cgroup_unlock();
2415         put_task_struct(tsk);
2416 out_free:
2417         kfree(buf);
2418 out:
2419         return retval;
2420 }
2421
2422 static int cpuset_open(struct inode *inode, struct file *file)
2423 {
2424         struct pid *pid = PROC_I(inode)->pid;
2425         return single_open(file, proc_cpuset_show, pid);
2426 }
2427
2428 const struct file_operations proc_cpuset_operations = {
2429         .open           = cpuset_open,
2430         .read           = seq_read,
2431         .llseek         = seq_lseek,
2432         .release        = single_release,
2433 };
2434 #endif /* CONFIG_PROC_PID_CPUSET */
2435
2436 /* Display task cpus_allowed, mems_allowed in /proc/<pid>/status file. */
2437 void cpuset_task_status_allowed(struct seq_file *m, struct task_struct *task)
2438 {
2439         seq_printf(m, "Cpus_allowed:\t");
2440         m->count += cpumask_scnprintf(m->buf + m->count, m->size - m->count,
2441                                         task->cpus_allowed);
2442         seq_printf(m, "\n");
2443         seq_printf(m, "Cpus_allowed_list:\t");
2444         m->count += cpulist_scnprintf(m->buf + m->count, m->size - m->count,
2445                                         task->cpus_allowed);
2446         seq_printf(m, "\n");
2447         seq_printf(m, "Mems_allowed:\t");
2448         m->count += nodemask_scnprintf(m->buf + m->count, m->size - m->count,
2449                                         task->mems_allowed);
2450         seq_printf(m, "\n");
2451         seq_printf(m, "Mems_allowed_list:\t");
2452         m->count += nodelist_scnprintf(m->buf + m->count, m->size - m->count,
2453                                         task->mems_allowed);
2454         seq_printf(m, "\n");
2455 }