cpuset: don't allocate trial cpuset on stack
[linux-2.6.git] / kernel / cpuset.c
1 /*
2  *  kernel/cpuset.c
3  *
4  *  Processor and Memory placement constraints for sets of tasks.
5  *
6  *  Copyright (C) 2003 BULL SA.
7  *  Copyright (C) 2004-2007 Silicon Graphics, Inc.
8  *  Copyright (C) 2006 Google, Inc
9  *
10  *  Portions derived from Patrick Mochel's sysfs code.
11  *  sysfs is Copyright (c) 2001-3 Patrick Mochel
12  *
13  *  2003-10-10 Written by Simon Derr.
14  *  2003-10-22 Updates by Stephen Hemminger.
15  *  2004 May-July Rework by Paul Jackson.
16  *  2006 Rework by Paul Menage to use generic cgroups
17  *  2008 Rework of the scheduler domains and CPU hotplug handling
18  *       by Max Krasnyansky
19  *
20  *  This file is subject to the terms and conditions of the GNU General Public
21  *  License.  See the file COPYING in the main directory of the Linux
22  *  distribution for more details.
23  */
24
25 #include <linux/cpu.h>
26 #include <linux/cpumask.h>
27 #include <linux/cpuset.h>
28 #include <linux/err.h>
29 #include <linux/errno.h>
30 #include <linux/file.h>
31 #include <linux/fs.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/interrupt.h>
34 #include <linux/kernel.h>
35 #include <linux/kmod.h>
36 #include <linux/list.h>
37 #include <linux/mempolicy.h>
38 #include <linux/mm.h>
39 #include <linux/memory.h>
40 #include <linux/module.h>
41 #include <linux/mount.h>
42 #include <linux/namei.h>
43 #include <linux/pagemap.h>
44 #include <linux/proc_fs.h>
45 #include <linux/rcupdate.h>
46 #include <linux/sched.h>
47 #include <linux/seq_file.h>
48 #include <linux/security.h>
49 #include <linux/slab.h>
50 #include <linux/spinlock.h>
51 #include <linux/stat.h>
52 #include <linux/string.h>
53 #include <linux/time.h>
54 #include <linux/backing-dev.h>
55 #include <linux/sort.h>
56
57 #include <asm/uaccess.h>
58 #include <asm/atomic.h>
59 #include <linux/mutex.h>
60 #include <linux/workqueue.h>
61 #include <linux/cgroup.h>
62
63 /*
64  * Tracks how many cpusets are currently defined in system.
65  * When there is only one cpuset (the root cpuset) we can
66  * short circuit some hooks.
67  */
68 int number_of_cpusets __read_mostly;
69
70 /* Forward declare cgroup structures */
71 struct cgroup_subsys cpuset_subsys;
72 struct cpuset;
73
74 /* See "Frequency meter" comments, below. */
75
76 struct fmeter {
77         int cnt;                /* unprocessed events count */
78         int val;                /* most recent output value */
79         time_t time;            /* clock (secs) when val computed */
80         spinlock_t lock;        /* guards read or write of above */
81 };
82
83 struct cpuset {
84         struct cgroup_subsys_state css;
85
86         unsigned long flags;            /* "unsigned long" so bitops work */
87         cpumask_t cpus_allowed;         /* CPUs allowed to tasks in cpuset */
88         nodemask_t mems_allowed;        /* Memory Nodes allowed to tasks */
89
90         struct cpuset *parent;          /* my parent */
91
92         /*
93          * Copy of global cpuset_mems_generation as of the most
94          * recent time this cpuset changed its mems_allowed.
95          */
96         int mems_generation;
97
98         struct fmeter fmeter;           /* memory_pressure filter */
99
100         /* partition number for rebuild_sched_domains() */
101         int pn;
102
103         /* for custom sched domain */
104         int relax_domain_level;
105
106         /* used for walking a cpuset heirarchy */
107         struct list_head stack_list;
108 };
109
110 /* Retrieve the cpuset for a cgroup */
111 static inline struct cpuset *cgroup_cs(struct cgroup *cont)
112 {
113         return container_of(cgroup_subsys_state(cont, cpuset_subsys_id),
114                             struct cpuset, css);
115 }
116
117 /* Retrieve the cpuset for a task */
118 static inline struct cpuset *task_cs(struct task_struct *task)
119 {
120         return container_of(task_subsys_state(task, cpuset_subsys_id),
121                             struct cpuset, css);
122 }
123 struct cpuset_hotplug_scanner {
124         struct cgroup_scanner scan;
125         struct cgroup *to;
126 };
127
128 /* bits in struct cpuset flags field */
129 typedef enum {
130         CS_CPU_EXCLUSIVE,
131         CS_MEM_EXCLUSIVE,
132         CS_MEM_HARDWALL,
133         CS_MEMORY_MIGRATE,
134         CS_SCHED_LOAD_BALANCE,
135         CS_SPREAD_PAGE,
136         CS_SPREAD_SLAB,
137 } cpuset_flagbits_t;
138
139 /* convenient tests for these bits */
140 static inline int is_cpu_exclusive(const struct cpuset *cs)
141 {
142         return test_bit(CS_CPU_EXCLUSIVE, &cs->flags);
143 }
144
145 static inline int is_mem_exclusive(const struct cpuset *cs)
146 {
147         return test_bit(CS_MEM_EXCLUSIVE, &cs->flags);
148 }
149
150 static inline int is_mem_hardwall(const struct cpuset *cs)
151 {
152         return test_bit(CS_MEM_HARDWALL, &cs->flags);
153 }
154
155 static inline int is_sched_load_balance(const struct cpuset *cs)
156 {
157         return test_bit(CS_SCHED_LOAD_BALANCE, &cs->flags);
158 }
159
160 static inline int is_memory_migrate(const struct cpuset *cs)
161 {
162         return test_bit(CS_MEMORY_MIGRATE, &cs->flags);
163 }
164
165 static inline int is_spread_page(const struct cpuset *cs)
166 {
167         return test_bit(CS_SPREAD_PAGE, &cs->flags);
168 }
169
170 static inline int is_spread_slab(const struct cpuset *cs)
171 {
172         return test_bit(CS_SPREAD_SLAB, &cs->flags);
173 }
174
175 /*
176  * Increment this integer everytime any cpuset changes its
177  * mems_allowed value.  Users of cpusets can track this generation
178  * number, and avoid having to lock and reload mems_allowed unless
179  * the cpuset they're using changes generation.
180  *
181  * A single, global generation is needed because cpuset_attach_task() could
182  * reattach a task to a different cpuset, which must not have its
183  * generation numbers aliased with those of that tasks previous cpuset.
184  *
185  * Generations are needed for mems_allowed because one task cannot
186  * modify another's memory placement.  So we must enable every task,
187  * on every visit to __alloc_pages(), to efficiently check whether
188  * its current->cpuset->mems_allowed has changed, requiring an update
189  * of its current->mems_allowed.
190  *
191  * Since writes to cpuset_mems_generation are guarded by the cgroup lock
192  * there is no need to mark it atomic.
193  */
194 static int cpuset_mems_generation;
195
196 static struct cpuset top_cpuset = {
197         .flags = ((1 << CS_CPU_EXCLUSIVE) | (1 << CS_MEM_EXCLUSIVE)),
198         .cpus_allowed = CPU_MASK_ALL,
199         .mems_allowed = NODE_MASK_ALL,
200 };
201
202 /*
203  * There are two global mutexes guarding cpuset structures.  The first
204  * is the main control groups cgroup_mutex, accessed via
205  * cgroup_lock()/cgroup_unlock().  The second is the cpuset-specific
206  * callback_mutex, below. They can nest.  It is ok to first take
207  * cgroup_mutex, then nest callback_mutex.  We also require taking
208  * task_lock() when dereferencing a task's cpuset pointer.  See "The
209  * task_lock() exception", at the end of this comment.
210  *
211  * A task must hold both mutexes to modify cpusets.  If a task
212  * holds cgroup_mutex, then it blocks others wanting that mutex,
213  * ensuring that it is the only task able to also acquire callback_mutex
214  * and be able to modify cpusets.  It can perform various checks on
215  * the cpuset structure first, knowing nothing will change.  It can
216  * also allocate memory while just holding cgroup_mutex.  While it is
217  * performing these checks, various callback routines can briefly
218  * acquire callback_mutex to query cpusets.  Once it is ready to make
219  * the changes, it takes callback_mutex, blocking everyone else.
220  *
221  * Calls to the kernel memory allocator can not be made while holding
222  * callback_mutex, as that would risk double tripping on callback_mutex
223  * from one of the callbacks into the cpuset code from within
224  * __alloc_pages().
225  *
226  * If a task is only holding callback_mutex, then it has read-only
227  * access to cpusets.
228  *
229  * The task_struct fields mems_allowed and mems_generation may only
230  * be accessed in the context of that task, so require no locks.
231  *
232  * The cpuset_common_file_read() handlers only hold callback_mutex across
233  * small pieces of code, such as when reading out possibly multi-word
234  * cpumasks and nodemasks.
235  *
236  * Accessing a task's cpuset should be done in accordance with the
237  * guidelines for accessing subsystem state in kernel/cgroup.c
238  */
239
240 static DEFINE_MUTEX(callback_mutex);
241
242 /*
243  * cpuset_buffer_lock protects both the cpuset_name and cpuset_nodelist
244  * buffers.  They are statically allocated to prevent using excess stack
245  * when calling cpuset_print_task_mems_allowed().
246  */
247 #define CPUSET_NAME_LEN         (128)
248 #define CPUSET_NODELIST_LEN     (256)
249 static char cpuset_name[CPUSET_NAME_LEN];
250 static char cpuset_nodelist[CPUSET_NODELIST_LEN];
251 static DEFINE_SPINLOCK(cpuset_buffer_lock);
252
253 /*
254  * This is ugly, but preserves the userspace API for existing cpuset
255  * users. If someone tries to mount the "cpuset" filesystem, we
256  * silently switch it to mount "cgroup" instead
257  */
258 static int cpuset_get_sb(struct file_system_type *fs_type,
259                          int flags, const char *unused_dev_name,
260                          void *data, struct vfsmount *mnt)
261 {
262         struct file_system_type *cgroup_fs = get_fs_type("cgroup");
263         int ret = -ENODEV;
264         if (cgroup_fs) {
265                 char mountopts[] =
266                         "cpuset,noprefix,"
267                         "release_agent=/sbin/cpuset_release_agent";
268                 ret = cgroup_fs->get_sb(cgroup_fs, flags,
269                                            unused_dev_name, mountopts, mnt);
270                 put_filesystem(cgroup_fs);
271         }
272         return ret;
273 }
274
275 static struct file_system_type cpuset_fs_type = {
276         .name = "cpuset",
277         .get_sb = cpuset_get_sb,
278 };
279
280 /*
281  * Return in *pmask the portion of a cpusets's cpus_allowed that
282  * are online.  If none are online, walk up the cpuset hierarchy
283  * until we find one that does have some online cpus.  If we get
284  * all the way to the top and still haven't found any online cpus,
285  * return cpu_online_map.  Or if passed a NULL cs from an exit'ing
286  * task, return cpu_online_map.
287  *
288  * One way or another, we guarantee to return some non-empty subset
289  * of cpu_online_map.
290  *
291  * Call with callback_mutex held.
292  */
293
294 static void guarantee_online_cpus(const struct cpuset *cs, cpumask_t *pmask)
295 {
296         while (cs && !cpus_intersects(cs->cpus_allowed, cpu_online_map))
297                 cs = cs->parent;
298         if (cs)
299                 cpus_and(*pmask, cs->cpus_allowed, cpu_online_map);
300         else
301                 *pmask = cpu_online_map;
302         BUG_ON(!cpus_intersects(*pmask, cpu_online_map));
303 }
304
305 /*
306  * Return in *pmask the portion of a cpusets's mems_allowed that
307  * are online, with memory.  If none are online with memory, walk
308  * up the cpuset hierarchy until we find one that does have some
309  * online mems.  If we get all the way to the top and still haven't
310  * found any online mems, return node_states[N_HIGH_MEMORY].
311  *
312  * One way or another, we guarantee to return some non-empty subset
313  * of node_states[N_HIGH_MEMORY].
314  *
315  * Call with callback_mutex held.
316  */
317
318 static void guarantee_online_mems(const struct cpuset *cs, nodemask_t *pmask)
319 {
320         while (cs && !nodes_intersects(cs->mems_allowed,
321                                         node_states[N_HIGH_MEMORY]))
322                 cs = cs->parent;
323         if (cs)
324                 nodes_and(*pmask, cs->mems_allowed,
325                                         node_states[N_HIGH_MEMORY]);
326         else
327                 *pmask = node_states[N_HIGH_MEMORY];
328         BUG_ON(!nodes_intersects(*pmask, node_states[N_HIGH_MEMORY]));
329 }
330
331 /**
332  * cpuset_update_task_memory_state - update task memory placement
333  *
334  * If the current tasks cpusets mems_allowed changed behind our
335  * backs, update current->mems_allowed, mems_generation and task NUMA
336  * mempolicy to the new value.
337  *
338  * Task mempolicy is updated by rebinding it relative to the
339  * current->cpuset if a task has its memory placement changed.
340  * Do not call this routine if in_interrupt().
341  *
342  * Call without callback_mutex or task_lock() held.  May be
343  * called with or without cgroup_mutex held.  Thanks in part to
344  * 'the_top_cpuset_hack', the task's cpuset pointer will never
345  * be NULL.  This routine also might acquire callback_mutex during
346  * call.
347  *
348  * Reading current->cpuset->mems_generation doesn't need task_lock
349  * to guard the current->cpuset derefence, because it is guarded
350  * from concurrent freeing of current->cpuset using RCU.
351  *
352  * The rcu_dereference() is technically probably not needed,
353  * as I don't actually mind if I see a new cpuset pointer but
354  * an old value of mems_generation.  However this really only
355  * matters on alpha systems using cpusets heavily.  If I dropped
356  * that rcu_dereference(), it would save them a memory barrier.
357  * For all other arch's, rcu_dereference is a no-op anyway, and for
358  * alpha systems not using cpusets, another planned optimization,
359  * avoiding the rcu critical section for tasks in the root cpuset
360  * which is statically allocated, so can't vanish, will make this
361  * irrelevant.  Better to use RCU as intended, than to engage in
362  * some cute trick to save a memory barrier that is impossible to
363  * test, for alpha systems using cpusets heavily, which might not
364  * even exist.
365  *
366  * This routine is needed to update the per-task mems_allowed data,
367  * within the tasks context, when it is trying to allocate memory
368  * (in various mm/mempolicy.c routines) and notices that some other
369  * task has been modifying its cpuset.
370  */
371
372 void cpuset_update_task_memory_state(void)
373 {
374         int my_cpusets_mem_gen;
375         struct task_struct *tsk = current;
376         struct cpuset *cs;
377
378         rcu_read_lock();
379         my_cpusets_mem_gen = task_cs(tsk)->mems_generation;
380         rcu_read_unlock();
381
382         if (my_cpusets_mem_gen != tsk->cpuset_mems_generation) {
383                 mutex_lock(&callback_mutex);
384                 task_lock(tsk);
385                 cs = task_cs(tsk); /* Maybe changed when task not locked */
386                 guarantee_online_mems(cs, &tsk->mems_allowed);
387                 tsk->cpuset_mems_generation = cs->mems_generation;
388                 if (is_spread_page(cs))
389                         tsk->flags |= PF_SPREAD_PAGE;
390                 else
391                         tsk->flags &= ~PF_SPREAD_PAGE;
392                 if (is_spread_slab(cs))
393                         tsk->flags |= PF_SPREAD_SLAB;
394                 else
395                         tsk->flags &= ~PF_SPREAD_SLAB;
396                 task_unlock(tsk);
397                 mutex_unlock(&callback_mutex);
398                 mpol_rebind_task(tsk, &tsk->mems_allowed);
399         }
400 }
401
402 /*
403  * is_cpuset_subset(p, q) - Is cpuset p a subset of cpuset q?
404  *
405  * One cpuset is a subset of another if all its allowed CPUs and
406  * Memory Nodes are a subset of the other, and its exclusive flags
407  * are only set if the other's are set.  Call holding cgroup_mutex.
408  */
409
410 static int is_cpuset_subset(const struct cpuset *p, const struct cpuset *q)
411 {
412         return  cpus_subset(p->cpus_allowed, q->cpus_allowed) &&
413                 nodes_subset(p->mems_allowed, q->mems_allowed) &&
414                 is_cpu_exclusive(p) <= is_cpu_exclusive(q) &&
415                 is_mem_exclusive(p) <= is_mem_exclusive(q);
416 }
417
418 /**
419  * alloc_trial_cpuset - allocate a trial cpuset
420  * @cs: the cpuset that the trial cpuset duplicates
421  */
422 static struct cpuset *alloc_trial_cpuset(const struct cpuset *cs)
423 {
424         return kmemdup(cs, sizeof(*cs), GFP_KERNEL);
425 }
426
427 /**
428  * free_trial_cpuset - free the trial cpuset
429  * @trial: the trial cpuset to be freed
430  */
431 static void free_trial_cpuset(struct cpuset *trial)
432 {
433         kfree(trial);
434 }
435
436 /*
437  * validate_change() - Used to validate that any proposed cpuset change
438  *                     follows the structural rules for cpusets.
439  *
440  * If we replaced the flag and mask values of the current cpuset
441  * (cur) with those values in the trial cpuset (trial), would
442  * our various subset and exclusive rules still be valid?  Presumes
443  * cgroup_mutex held.
444  *
445  * 'cur' is the address of an actual, in-use cpuset.  Operations
446  * such as list traversal that depend on the actual address of the
447  * cpuset in the list must use cur below, not trial.
448  *
449  * 'trial' is the address of bulk structure copy of cur, with
450  * perhaps one or more of the fields cpus_allowed, mems_allowed,
451  * or flags changed to new, trial values.
452  *
453  * Return 0 if valid, -errno if not.
454  */
455
456 static int validate_change(const struct cpuset *cur, const struct cpuset *trial)
457 {
458         struct cgroup *cont;
459         struct cpuset *c, *par;
460
461         /* Each of our child cpusets must be a subset of us */
462         list_for_each_entry(cont, &cur->css.cgroup->children, sibling) {
463                 if (!is_cpuset_subset(cgroup_cs(cont), trial))
464                         return -EBUSY;
465         }
466
467         /* Remaining checks don't apply to root cpuset */
468         if (cur == &top_cpuset)
469                 return 0;
470
471         par = cur->parent;
472
473         /* We must be a subset of our parent cpuset */
474         if (!is_cpuset_subset(trial, par))
475                 return -EACCES;
476
477         /*
478          * If either I or some sibling (!= me) is exclusive, we can't
479          * overlap
480          */
481         list_for_each_entry(cont, &par->css.cgroup->children, sibling) {
482                 c = cgroup_cs(cont);
483                 if ((is_cpu_exclusive(trial) || is_cpu_exclusive(c)) &&
484                     c != cur &&
485                     cpus_intersects(trial->cpus_allowed, c->cpus_allowed))
486                         return -EINVAL;
487                 if ((is_mem_exclusive(trial) || is_mem_exclusive(c)) &&
488                     c != cur &&
489                     nodes_intersects(trial->mems_allowed, c->mems_allowed))
490                         return -EINVAL;
491         }
492
493         /* Cpusets with tasks can't have empty cpus_allowed or mems_allowed */
494         if (cgroup_task_count(cur->css.cgroup)) {
495                 if (cpus_empty(trial->cpus_allowed) ||
496                     nodes_empty(trial->mems_allowed)) {
497                         return -ENOSPC;
498                 }
499         }
500
501         return 0;
502 }
503
504 /*
505  * Helper routine for generate_sched_domains().
506  * Do cpusets a, b have overlapping cpus_allowed masks?
507  */
508 static int cpusets_overlap(struct cpuset *a, struct cpuset *b)
509 {
510         return cpus_intersects(a->cpus_allowed, b->cpus_allowed);
511 }
512
513 static void
514 update_domain_attr(struct sched_domain_attr *dattr, struct cpuset *c)
515 {
516         if (dattr->relax_domain_level < c->relax_domain_level)
517                 dattr->relax_domain_level = c->relax_domain_level;
518         return;
519 }
520
521 static void
522 update_domain_attr_tree(struct sched_domain_attr *dattr, struct cpuset *c)
523 {
524         LIST_HEAD(q);
525
526         list_add(&c->stack_list, &q);
527         while (!list_empty(&q)) {
528                 struct cpuset *cp;
529                 struct cgroup *cont;
530                 struct cpuset *child;
531
532                 cp = list_first_entry(&q, struct cpuset, stack_list);
533                 list_del(q.next);
534
535                 if (cpus_empty(cp->cpus_allowed))
536                         continue;
537
538                 if (is_sched_load_balance(cp))
539                         update_domain_attr(dattr, cp);
540
541                 list_for_each_entry(cont, &cp->css.cgroup->children, sibling) {
542                         child = cgroup_cs(cont);
543                         list_add_tail(&child->stack_list, &q);
544                 }
545         }
546 }
547
548 /*
549  * generate_sched_domains()
550  *
551  * This function builds a partial partition of the systems CPUs
552  * A 'partial partition' is a set of non-overlapping subsets whose
553  * union is a subset of that set.
554  * The output of this function needs to be passed to kernel/sched.c
555  * partition_sched_domains() routine, which will rebuild the scheduler's
556  * load balancing domains (sched domains) as specified by that partial
557  * partition.
558  *
559  * See "What is sched_load_balance" in Documentation/cpusets.txt
560  * for a background explanation of this.
561  *
562  * Does not return errors, on the theory that the callers of this
563  * routine would rather not worry about failures to rebuild sched
564  * domains when operating in the severe memory shortage situations
565  * that could cause allocation failures below.
566  *
567  * Must be called with cgroup_lock held.
568  *
569  * The three key local variables below are:
570  *    q  - a linked-list queue of cpuset pointers, used to implement a
571  *         top-down scan of all cpusets.  This scan loads a pointer
572  *         to each cpuset marked is_sched_load_balance into the
573  *         array 'csa'.  For our purposes, rebuilding the schedulers
574  *         sched domains, we can ignore !is_sched_load_balance cpusets.
575  *  csa  - (for CpuSet Array) Array of pointers to all the cpusets
576  *         that need to be load balanced, for convenient iterative
577  *         access by the subsequent code that finds the best partition,
578  *         i.e the set of domains (subsets) of CPUs such that the
579  *         cpus_allowed of every cpuset marked is_sched_load_balance
580  *         is a subset of one of these domains, while there are as
581  *         many such domains as possible, each as small as possible.
582  * doms  - Conversion of 'csa' to an array of cpumasks, for passing to
583  *         the kernel/sched.c routine partition_sched_domains() in a
584  *         convenient format, that can be easily compared to the prior
585  *         value to determine what partition elements (sched domains)
586  *         were changed (added or removed.)
587  *
588  * Finding the best partition (set of domains):
589  *      The triple nested loops below over i, j, k scan over the
590  *      load balanced cpusets (using the array of cpuset pointers in
591  *      csa[]) looking for pairs of cpusets that have overlapping
592  *      cpus_allowed, but which don't have the same 'pn' partition
593  *      number and gives them in the same partition number.  It keeps
594  *      looping on the 'restart' label until it can no longer find
595  *      any such pairs.
596  *
597  *      The union of the cpus_allowed masks from the set of
598  *      all cpusets having the same 'pn' value then form the one
599  *      element of the partition (one sched domain) to be passed to
600  *      partition_sched_domains().
601  */
602 static int generate_sched_domains(cpumask_t **domains,
603                         struct sched_domain_attr **attributes)
604 {
605         LIST_HEAD(q);           /* queue of cpusets to be scanned */
606         struct cpuset *cp;      /* scans q */
607         struct cpuset **csa;    /* array of all cpuset ptrs */
608         int csn;                /* how many cpuset ptrs in csa so far */
609         int i, j, k;            /* indices for partition finding loops */
610         cpumask_t *doms;        /* resulting partition; i.e. sched domains */
611         struct sched_domain_attr *dattr;  /* attributes for custom domains */
612         int ndoms = 0;          /* number of sched domains in result */
613         int nslot;              /* next empty doms[] cpumask_t slot */
614
615         doms = NULL;
616         dattr = NULL;
617         csa = NULL;
618
619         /* Special case for the 99% of systems with one, full, sched domain */
620         if (is_sched_load_balance(&top_cpuset)) {
621                 doms = kmalloc(sizeof(cpumask_t), GFP_KERNEL);
622                 if (!doms)
623                         goto done;
624
625                 dattr = kmalloc(sizeof(struct sched_domain_attr), GFP_KERNEL);
626                 if (dattr) {
627                         *dattr = SD_ATTR_INIT;
628                         update_domain_attr_tree(dattr, &top_cpuset);
629                 }
630                 *doms = top_cpuset.cpus_allowed;
631
632                 ndoms = 1;
633                 goto done;
634         }
635
636         csa = kmalloc(number_of_cpusets * sizeof(cp), GFP_KERNEL);
637         if (!csa)
638                 goto done;
639         csn = 0;
640
641         list_add(&top_cpuset.stack_list, &q);
642         while (!list_empty(&q)) {
643                 struct cgroup *cont;
644                 struct cpuset *child;   /* scans child cpusets of cp */
645
646                 cp = list_first_entry(&q, struct cpuset, stack_list);
647                 list_del(q.next);
648
649                 if (cpus_empty(cp->cpus_allowed))
650                         continue;
651
652                 /*
653                  * All child cpusets contain a subset of the parent's cpus, so
654                  * just skip them, and then we call update_domain_attr_tree()
655                  * to calc relax_domain_level of the corresponding sched
656                  * domain.
657                  */
658                 if (is_sched_load_balance(cp)) {
659                         csa[csn++] = cp;
660                         continue;
661                 }
662
663                 list_for_each_entry(cont, &cp->css.cgroup->children, sibling) {
664                         child = cgroup_cs(cont);
665                         list_add_tail(&child->stack_list, &q);
666                 }
667         }
668
669         for (i = 0; i < csn; i++)
670                 csa[i]->pn = i;
671         ndoms = csn;
672
673 restart:
674         /* Find the best partition (set of sched domains) */
675         for (i = 0; i < csn; i++) {
676                 struct cpuset *a = csa[i];
677                 int apn = a->pn;
678
679                 for (j = 0; j < csn; j++) {
680                         struct cpuset *b = csa[j];
681                         int bpn = b->pn;
682
683                         if (apn != bpn && cpusets_overlap(a, b)) {
684                                 for (k = 0; k < csn; k++) {
685                                         struct cpuset *c = csa[k];
686
687                                         if (c->pn == bpn)
688                                                 c->pn = apn;
689                                 }
690                                 ndoms--;        /* one less element */
691                                 goto restart;
692                         }
693                 }
694         }
695
696         /*
697          * Now we know how many domains to create.
698          * Convert <csn, csa> to <ndoms, doms> and populate cpu masks.
699          */
700         doms = kmalloc(ndoms * sizeof(cpumask_t), GFP_KERNEL);
701         if (!doms)
702                 goto done;
703
704         /*
705          * The rest of the code, including the scheduler, can deal with
706          * dattr==NULL case. No need to abort if alloc fails.
707          */
708         dattr = kmalloc(ndoms * sizeof(struct sched_domain_attr), GFP_KERNEL);
709
710         for (nslot = 0, i = 0; i < csn; i++) {
711                 struct cpuset *a = csa[i];
712                 cpumask_t *dp;
713                 int apn = a->pn;
714
715                 if (apn < 0) {
716                         /* Skip completed partitions */
717                         continue;
718                 }
719
720                 dp = doms + nslot;
721
722                 if (nslot == ndoms) {
723                         static int warnings = 10;
724                         if (warnings) {
725                                 printk(KERN_WARNING
726                                  "rebuild_sched_domains confused:"
727                                   " nslot %d, ndoms %d, csn %d, i %d,"
728                                   " apn %d\n",
729                                   nslot, ndoms, csn, i, apn);
730                                 warnings--;
731                         }
732                         continue;
733                 }
734
735                 cpus_clear(*dp);
736                 if (dattr)
737                         *(dattr + nslot) = SD_ATTR_INIT;
738                 for (j = i; j < csn; j++) {
739                         struct cpuset *b = csa[j];
740
741                         if (apn == b->pn) {
742                                 cpus_or(*dp, *dp, b->cpus_allowed);
743                                 if (dattr)
744                                         update_domain_attr_tree(dattr + nslot, b);
745
746                                 /* Done with this partition */
747                                 b->pn = -1;
748                         }
749                 }
750                 nslot++;
751         }
752         BUG_ON(nslot != ndoms);
753
754 done:
755         kfree(csa);
756
757         /*
758          * Fallback to the default domain if kmalloc() failed.
759          * See comments in partition_sched_domains().
760          */
761         if (doms == NULL)
762                 ndoms = 1;
763
764         *domains    = doms;
765         *attributes = dattr;
766         return ndoms;
767 }
768
769 /*
770  * Rebuild scheduler domains.
771  *
772  * Call with neither cgroup_mutex held nor within get_online_cpus().
773  * Takes both cgroup_mutex and get_online_cpus().
774  *
775  * Cannot be directly called from cpuset code handling changes
776  * to the cpuset pseudo-filesystem, because it cannot be called
777  * from code that already holds cgroup_mutex.
778  */
779 static void do_rebuild_sched_domains(struct work_struct *unused)
780 {
781         struct sched_domain_attr *attr;
782         cpumask_t *doms;
783         int ndoms;
784
785         get_online_cpus();
786
787         /* Generate domain masks and attrs */
788         cgroup_lock();
789         ndoms = generate_sched_domains(&doms, &attr);
790         cgroup_unlock();
791
792         /* Have scheduler rebuild the domains */
793         partition_sched_domains(ndoms, doms, attr);
794
795         put_online_cpus();
796 }
797
798 static DECLARE_WORK(rebuild_sched_domains_work, do_rebuild_sched_domains);
799
800 /*
801  * Rebuild scheduler domains, asynchronously via workqueue.
802  *
803  * If the flag 'sched_load_balance' of any cpuset with non-empty
804  * 'cpus' changes, or if the 'cpus' allowed changes in any cpuset
805  * which has that flag enabled, or if any cpuset with a non-empty
806  * 'cpus' is removed, then call this routine to rebuild the
807  * scheduler's dynamic sched domains.
808  *
809  * The rebuild_sched_domains() and partition_sched_domains()
810  * routines must nest cgroup_lock() inside get_online_cpus(),
811  * but such cpuset changes as these must nest that locking the
812  * other way, holding cgroup_lock() for much of the code.
813  *
814  * So in order to avoid an ABBA deadlock, the cpuset code handling
815  * these user changes delegates the actual sched domain rebuilding
816  * to a separate workqueue thread, which ends up processing the
817  * above do_rebuild_sched_domains() function.
818  */
819 static void async_rebuild_sched_domains(void)
820 {
821         schedule_work(&rebuild_sched_domains_work);
822 }
823
824 /*
825  * Accomplishes the same scheduler domain rebuild as the above
826  * async_rebuild_sched_domains(), however it directly calls the
827  * rebuild routine synchronously rather than calling it via an
828  * asynchronous work thread.
829  *
830  * This can only be called from code that is not holding
831  * cgroup_mutex (not nested in a cgroup_lock() call.)
832  */
833 void rebuild_sched_domains(void)
834 {
835         do_rebuild_sched_domains(NULL);
836 }
837
838 /**
839  * cpuset_test_cpumask - test a task's cpus_allowed versus its cpuset's
840  * @tsk: task to test
841  * @scan: struct cgroup_scanner contained in its struct cpuset_hotplug_scanner
842  *
843  * Call with cgroup_mutex held.  May take callback_mutex during call.
844  * Called for each task in a cgroup by cgroup_scan_tasks().
845  * Return nonzero if this tasks's cpus_allowed mask should be changed (in other
846  * words, if its mask is not equal to its cpuset's mask).
847  */
848 static int cpuset_test_cpumask(struct task_struct *tsk,
849                                struct cgroup_scanner *scan)
850 {
851         return !cpus_equal(tsk->cpus_allowed,
852                         (cgroup_cs(scan->cg))->cpus_allowed);
853 }
854
855 /**
856  * cpuset_change_cpumask - make a task's cpus_allowed the same as its cpuset's
857  * @tsk: task to test
858  * @scan: struct cgroup_scanner containing the cgroup of the task
859  *
860  * Called by cgroup_scan_tasks() for each task in a cgroup whose
861  * cpus_allowed mask needs to be changed.
862  *
863  * We don't need to re-check for the cgroup/cpuset membership, since we're
864  * holding cgroup_lock() at this point.
865  */
866 static void cpuset_change_cpumask(struct task_struct *tsk,
867                                   struct cgroup_scanner *scan)
868 {
869         set_cpus_allowed_ptr(tsk, &((cgroup_cs(scan->cg))->cpus_allowed));
870 }
871
872 /**
873  * update_tasks_cpumask - Update the cpumasks of tasks in the cpuset.
874  * @cs: the cpuset in which each task's cpus_allowed mask needs to be changed
875  * @heap: if NULL, defer allocating heap memory to cgroup_scan_tasks()
876  *
877  * Called with cgroup_mutex held
878  *
879  * The cgroup_scan_tasks() function will scan all the tasks in a cgroup,
880  * calling callback functions for each.
881  *
882  * No return value. It's guaranteed that cgroup_scan_tasks() always returns 0
883  * if @heap != NULL.
884  */
885 static void update_tasks_cpumask(struct cpuset *cs, struct ptr_heap *heap)
886 {
887         struct cgroup_scanner scan;
888
889         scan.cg = cs->css.cgroup;
890         scan.test_task = cpuset_test_cpumask;
891         scan.process_task = cpuset_change_cpumask;
892         scan.heap = heap;
893         cgroup_scan_tasks(&scan);
894 }
895
896 /**
897  * update_cpumask - update the cpus_allowed mask of a cpuset and all tasks in it
898  * @cs: the cpuset to consider
899  * @buf: buffer of cpu numbers written to this cpuset
900  */
901 static int update_cpumask(struct cpuset *cs, struct cpuset *trialcs,
902                           const char *buf)
903 {
904         struct ptr_heap heap;
905         int retval;
906         int is_load_balanced;
907
908         /* top_cpuset.cpus_allowed tracks cpu_online_map; it's read-only */
909         if (cs == &top_cpuset)
910                 return -EACCES;
911
912         /*
913          * An empty cpus_allowed is ok only if the cpuset has no tasks.
914          * Since cpulist_parse() fails on an empty mask, we special case
915          * that parsing.  The validate_change() call ensures that cpusets
916          * with tasks have cpus.
917          */
918         if (!*buf) {
919                 cpus_clear(trialcs->cpus_allowed);
920         } else {
921                 retval = cpulist_parse(buf, &trialcs->cpus_allowed);
922                 if (retval < 0)
923                         return retval;
924
925                 if (!cpus_subset(trialcs->cpus_allowed, cpu_online_map))
926                         return -EINVAL;
927         }
928         retval = validate_change(cs, trialcs);
929         if (retval < 0)
930                 return retval;
931
932         /* Nothing to do if the cpus didn't change */
933         if (cpus_equal(cs->cpus_allowed, trialcs->cpus_allowed))
934                 return 0;
935
936         retval = heap_init(&heap, PAGE_SIZE, GFP_KERNEL, NULL);
937         if (retval)
938                 return retval;
939
940         is_load_balanced = is_sched_load_balance(trialcs);
941
942         mutex_lock(&callback_mutex);
943         cs->cpus_allowed = trialcs->cpus_allowed;
944         mutex_unlock(&callback_mutex);
945
946         /*
947          * Scan tasks in the cpuset, and update the cpumasks of any
948          * that need an update.
949          */
950         update_tasks_cpumask(cs, &heap);
951
952         heap_free(&heap);
953
954         if (is_load_balanced)
955                 async_rebuild_sched_domains();
956         return 0;
957 }
958
959 /*
960  * cpuset_migrate_mm
961  *
962  *    Migrate memory region from one set of nodes to another.
963  *
964  *    Temporarilly set tasks mems_allowed to target nodes of migration,
965  *    so that the migration code can allocate pages on these nodes.
966  *
967  *    Call holding cgroup_mutex, so current's cpuset won't change
968  *    during this call, as manage_mutex holds off any cpuset_attach()
969  *    calls.  Therefore we don't need to take task_lock around the
970  *    call to guarantee_online_mems(), as we know no one is changing
971  *    our task's cpuset.
972  *
973  *    Hold callback_mutex around the two modifications of our tasks
974  *    mems_allowed to synchronize with cpuset_mems_allowed().
975  *
976  *    While the mm_struct we are migrating is typically from some
977  *    other task, the task_struct mems_allowed that we are hacking
978  *    is for our current task, which must allocate new pages for that
979  *    migrating memory region.
980  *
981  *    We call cpuset_update_task_memory_state() before hacking
982  *    our tasks mems_allowed, so that we are assured of being in
983  *    sync with our tasks cpuset, and in particular, callbacks to
984  *    cpuset_update_task_memory_state() from nested page allocations
985  *    won't see any mismatch of our cpuset and task mems_generation
986  *    values, so won't overwrite our hacked tasks mems_allowed
987  *    nodemask.
988  */
989
990 static void cpuset_migrate_mm(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
991                                                         const nodemask_t *to)
992 {
993         struct task_struct *tsk = current;
994
995         cpuset_update_task_memory_state();
996
997         mutex_lock(&callback_mutex);
998         tsk->mems_allowed = *to;
999         mutex_unlock(&callback_mutex);
1000
1001         do_migrate_pages(mm, from, to, MPOL_MF_MOVE_ALL);
1002
1003         mutex_lock(&callback_mutex);
1004         guarantee_online_mems(task_cs(tsk),&tsk->mems_allowed);
1005         mutex_unlock(&callback_mutex);
1006 }
1007
1008 static void *cpuset_being_rebound;
1009
1010 /**
1011  * update_tasks_nodemask - Update the nodemasks of tasks in the cpuset.
1012  * @cs: the cpuset in which each task's mems_allowed mask needs to be changed
1013  * @oldmem: old mems_allowed of cpuset cs
1014  *
1015  * Called with cgroup_mutex held
1016  * Return 0 if successful, -errno if not.
1017  */
1018 static int update_tasks_nodemask(struct cpuset *cs, const nodemask_t *oldmem)
1019 {
1020         struct task_struct *p;
1021         struct mm_struct **mmarray;
1022         int i, n, ntasks;
1023         int migrate;
1024         int fudge;
1025         struct cgroup_iter it;
1026         int retval;
1027
1028         cpuset_being_rebound = cs;              /* causes mpol_dup() rebind */
1029
1030         fudge = 10;                             /* spare mmarray[] slots */
1031         fudge += cpus_weight(cs->cpus_allowed); /* imagine one fork-bomb/cpu */
1032         retval = -ENOMEM;
1033
1034         /*
1035          * Allocate mmarray[] to hold mm reference for each task
1036          * in cpuset cs.  Can't kmalloc GFP_KERNEL while holding
1037          * tasklist_lock.  We could use GFP_ATOMIC, but with a
1038          * few more lines of code, we can retry until we get a big
1039          * enough mmarray[] w/o using GFP_ATOMIC.
1040          */
1041         while (1) {
1042                 ntasks = cgroup_task_count(cs->css.cgroup);  /* guess */
1043                 ntasks += fudge;
1044                 mmarray = kmalloc(ntasks * sizeof(*mmarray), GFP_KERNEL);
1045                 if (!mmarray)
1046                         goto done;
1047                 read_lock(&tasklist_lock);              /* block fork */
1048                 if (cgroup_task_count(cs->css.cgroup) <= ntasks)
1049                         break;                          /* got enough */
1050                 read_unlock(&tasklist_lock);            /* try again */
1051                 kfree(mmarray);
1052         }
1053
1054         n = 0;
1055
1056         /* Load up mmarray[] with mm reference for each task in cpuset. */
1057         cgroup_iter_start(cs->css.cgroup, &it);
1058         while ((p = cgroup_iter_next(cs->css.cgroup, &it))) {
1059                 struct mm_struct *mm;
1060
1061                 if (n >= ntasks) {
1062                         printk(KERN_WARNING
1063                                 "Cpuset mempolicy rebind incomplete.\n");
1064                         break;
1065                 }
1066                 mm = get_task_mm(p);
1067                 if (!mm)
1068                         continue;
1069                 mmarray[n++] = mm;
1070         }
1071         cgroup_iter_end(cs->css.cgroup, &it);
1072         read_unlock(&tasklist_lock);
1073
1074         /*
1075          * Now that we've dropped the tasklist spinlock, we can
1076          * rebind the vma mempolicies of each mm in mmarray[] to their
1077          * new cpuset, and release that mm.  The mpol_rebind_mm()
1078          * call takes mmap_sem, which we couldn't take while holding
1079          * tasklist_lock.  Forks can happen again now - the mpol_dup()
1080          * cpuset_being_rebound check will catch such forks, and rebind
1081          * their vma mempolicies too.  Because we still hold the global
1082          * cgroup_mutex, we know that no other rebind effort will
1083          * be contending for the global variable cpuset_being_rebound.
1084          * It's ok if we rebind the same mm twice; mpol_rebind_mm()
1085          * is idempotent.  Also migrate pages in each mm to new nodes.
1086          */
1087         migrate = is_memory_migrate(cs);
1088         for (i = 0; i < n; i++) {
1089                 struct mm_struct *mm = mmarray[i];
1090
1091                 mpol_rebind_mm(mm, &cs->mems_allowed);
1092                 if (migrate)
1093                         cpuset_migrate_mm(mm, oldmem, &cs->mems_allowed);
1094                 mmput(mm);
1095         }
1096
1097         /* We're done rebinding vmas to this cpuset's new mems_allowed. */
1098         kfree(mmarray);
1099         cpuset_being_rebound = NULL;
1100         retval = 0;
1101 done:
1102         return retval;
1103 }
1104
1105 /*
1106  * Handle user request to change the 'mems' memory placement
1107  * of a cpuset.  Needs to validate the request, update the
1108  * cpusets mems_allowed and mems_generation, and for each
1109  * task in the cpuset, rebind any vma mempolicies and if
1110  * the cpuset is marked 'memory_migrate', migrate the tasks
1111  * pages to the new memory.
1112  *
1113  * Call with cgroup_mutex held.  May take callback_mutex during call.
1114  * Will take tasklist_lock, scan tasklist for tasks in cpuset cs,
1115  * lock each such tasks mm->mmap_sem, scan its vma's and rebind
1116  * their mempolicies to the cpusets new mems_allowed.
1117  */
1118 static int update_nodemask(struct cpuset *cs, struct cpuset *trialcs,
1119                            const char *buf)
1120 {
1121         nodemask_t oldmem;
1122         int retval;
1123
1124         /*
1125          * top_cpuset.mems_allowed tracks node_stats[N_HIGH_MEMORY];
1126          * it's read-only
1127          */
1128         if (cs == &top_cpuset)
1129                 return -EACCES;
1130
1131         /*
1132          * An empty mems_allowed is ok iff there are no tasks in the cpuset.
1133          * Since nodelist_parse() fails on an empty mask, we special case
1134          * that parsing.  The validate_change() call ensures that cpusets
1135          * with tasks have memory.
1136          */
1137         if (!*buf) {
1138                 nodes_clear(trialcs->mems_allowed);
1139         } else {
1140                 retval = nodelist_parse(buf, trialcs->mems_allowed);
1141                 if (retval < 0)
1142                         goto done;
1143
1144                 if (!nodes_subset(trialcs->mems_allowed,
1145                                 node_states[N_HIGH_MEMORY]))
1146                         return -EINVAL;
1147         }
1148         oldmem = cs->mems_allowed;
1149         if (nodes_equal(oldmem, trialcs->mems_allowed)) {
1150                 retval = 0;             /* Too easy - nothing to do */
1151                 goto done;
1152         }
1153         retval = validate_change(cs, trialcs);
1154         if (retval < 0)
1155                 goto done;
1156
1157         mutex_lock(&callback_mutex);
1158         cs->mems_allowed = trialcs->mems_allowed;
1159         cs->mems_generation = cpuset_mems_generation++;
1160         mutex_unlock(&callback_mutex);
1161
1162         retval = update_tasks_nodemask(cs, &oldmem);
1163 done:
1164         return retval;
1165 }
1166
1167 int current_cpuset_is_being_rebound(void)
1168 {
1169         return task_cs(current) == cpuset_being_rebound;
1170 }
1171
1172 static int update_relax_domain_level(struct cpuset *cs, s64 val)
1173 {
1174         if (val < -1 || val >= SD_LV_MAX)
1175                 return -EINVAL;
1176
1177         if (val != cs->relax_domain_level) {
1178                 cs->relax_domain_level = val;
1179                 if (!cpus_empty(cs->cpus_allowed) && is_sched_load_balance(cs))
1180                         async_rebuild_sched_domains();
1181         }
1182
1183         return 0;
1184 }
1185
1186 /*
1187  * update_flag - read a 0 or a 1 in a file and update associated flag
1188  * bit:         the bit to update (see cpuset_flagbits_t)
1189  * cs:          the cpuset to update
1190  * turning_on:  whether the flag is being set or cleared
1191  *
1192  * Call with cgroup_mutex held.
1193  */
1194
1195 static int update_flag(cpuset_flagbits_t bit, struct cpuset *cs,
1196                        int turning_on)
1197 {
1198         struct cpuset *trialcs;
1199         int err;
1200         int balance_flag_changed;
1201
1202         trialcs = alloc_trial_cpuset(cs);
1203         if (!trialcs)
1204                 return -ENOMEM;
1205
1206         if (turning_on)
1207                 set_bit(bit, &trialcs->flags);
1208         else
1209                 clear_bit(bit, &trialcs->flags);
1210
1211         err = validate_change(cs, trialcs);
1212         if (err < 0)
1213                 goto out;
1214
1215         balance_flag_changed = (is_sched_load_balance(cs) !=
1216                                 is_sched_load_balance(trialcs));
1217
1218         mutex_lock(&callback_mutex);
1219         cs->flags = trialcs->flags;
1220         mutex_unlock(&callback_mutex);
1221
1222         if (!cpus_empty(trialcs->cpus_allowed) && balance_flag_changed)
1223                 async_rebuild_sched_domains();
1224
1225 out:
1226         free_trial_cpuset(trialcs);
1227         return err;
1228 }
1229
1230 /*
1231  * Frequency meter - How fast is some event occurring?
1232  *
1233  * These routines manage a digitally filtered, constant time based,
1234  * event frequency meter.  There are four routines:
1235  *   fmeter_init() - initialize a frequency meter.
1236  *   fmeter_markevent() - called each time the event happens.
1237  *   fmeter_getrate() - returns the recent rate of such events.
1238  *   fmeter_update() - internal routine used to update fmeter.
1239  *
1240  * A common data structure is passed to each of these routines,
1241  * which is used to keep track of the state required to manage the
1242  * frequency meter and its digital filter.
1243  *
1244  * The filter works on the number of events marked per unit time.
1245  * The filter is single-pole low-pass recursive (IIR).  The time unit
1246  * is 1 second.  Arithmetic is done using 32-bit integers scaled to
1247  * simulate 3 decimal digits of precision (multiplied by 1000).
1248  *
1249  * With an FM_COEF of 933, and a time base of 1 second, the filter
1250  * has a half-life of 10 seconds, meaning that if the events quit
1251  * happening, then the rate returned from the fmeter_getrate()
1252  * will be cut in half each 10 seconds, until it converges to zero.
1253  *
1254  * It is not worth doing a real infinitely recursive filter.  If more
1255  * than FM_MAXTICKS ticks have elapsed since the last filter event,
1256  * just compute FM_MAXTICKS ticks worth, by which point the level
1257  * will be stable.
1258  *
1259  * Limit the count of unprocessed events to FM_MAXCNT, so as to avoid
1260  * arithmetic overflow in the fmeter_update() routine.
1261  *
1262  * Given the simple 32 bit integer arithmetic used, this meter works
1263  * best for reporting rates between one per millisecond (msec) and
1264  * one per 32 (approx) seconds.  At constant rates faster than one
1265  * per msec it maxes out at values just under 1,000,000.  At constant
1266  * rates between one per msec, and one per second it will stabilize
1267  * to a value N*1000, where N is the rate of events per second.
1268  * At constant rates between one per second and one per 32 seconds,
1269  * it will be choppy, moving up on the seconds that have an event,
1270  * and then decaying until the next event.  At rates slower than
1271  * about one in 32 seconds, it decays all the way back to zero between
1272  * each event.
1273  */
1274
1275 #define FM_COEF 933             /* coefficient for half-life of 10 secs */
1276 #define FM_MAXTICKS ((time_t)99) /* useless computing more ticks than this */
1277 #define FM_MAXCNT 1000000       /* limit cnt to avoid overflow */
1278 #define FM_SCALE 1000           /* faux fixed point scale */
1279
1280 /* Initialize a frequency meter */
1281 static void fmeter_init(struct fmeter *fmp)
1282 {
1283         fmp->cnt = 0;
1284         fmp->val = 0;
1285         fmp->time = 0;
1286         spin_lock_init(&fmp->lock);
1287 }
1288
1289 /* Internal meter update - process cnt events and update value */
1290 static void fmeter_update(struct fmeter *fmp)
1291 {
1292         time_t now = get_seconds();
1293         time_t ticks = now - fmp->time;
1294
1295         if (ticks == 0)
1296                 return;
1297
1298         ticks = min(FM_MAXTICKS, ticks);
1299         while (ticks-- > 0)
1300                 fmp->val = (FM_COEF * fmp->val) / FM_SCALE;
1301         fmp->time = now;
1302
1303         fmp->val += ((FM_SCALE - FM_COEF) * fmp->cnt) / FM_SCALE;
1304         fmp->cnt = 0;
1305 }
1306
1307 /* Process any previous ticks, then bump cnt by one (times scale). */
1308 static void fmeter_markevent(struct fmeter *fmp)
1309 {
1310         spin_lock(&fmp->lock);
1311         fmeter_update(fmp);
1312         fmp->cnt = min(FM_MAXCNT, fmp->cnt + FM_SCALE);
1313         spin_unlock(&fmp->lock);
1314 }
1315
1316 /* Process any previous ticks, then return current value. */
1317 static int fmeter_getrate(struct fmeter *fmp)
1318 {
1319         int val;
1320
1321         spin_lock(&fmp->lock);
1322         fmeter_update(fmp);
1323         val = fmp->val;
1324         spin_unlock(&fmp->lock);
1325         return val;
1326 }
1327
1328 /* Protected by cgroup_lock */
1329 static cpumask_var_t cpus_attach;
1330
1331 /* Called by cgroups to determine if a cpuset is usable; cgroup_mutex held */
1332 static int cpuset_can_attach(struct cgroup_subsys *ss,
1333                              struct cgroup *cont, struct task_struct *tsk)
1334 {
1335         struct cpuset *cs = cgroup_cs(cont);
1336         int ret = 0;
1337
1338         if (cpus_empty(cs->cpus_allowed) || nodes_empty(cs->mems_allowed))
1339                 return -ENOSPC;
1340
1341         if (tsk->flags & PF_THREAD_BOUND) {
1342                 mutex_lock(&callback_mutex);
1343                 if (!cpus_equal(tsk->cpus_allowed, cs->cpus_allowed))
1344                         ret = -EINVAL;
1345                 mutex_unlock(&callback_mutex);
1346         }
1347
1348         return ret < 0 ? ret : security_task_setscheduler(tsk, 0, NULL);
1349 }
1350
1351 static void cpuset_attach(struct cgroup_subsys *ss,
1352                           struct cgroup *cont, struct cgroup *oldcont,
1353                           struct task_struct *tsk)
1354 {
1355         nodemask_t from, to;
1356         struct mm_struct *mm;
1357         struct cpuset *cs = cgroup_cs(cont);
1358         struct cpuset *oldcs = cgroup_cs(oldcont);
1359         int err;
1360
1361         if (cs == &top_cpuset) {
1362                 cpumask_copy(cpus_attach, cpu_possible_mask);
1363         } else {
1364                 mutex_lock(&callback_mutex);
1365                 guarantee_online_cpus(cs, cpus_attach);
1366                 mutex_unlock(&callback_mutex);
1367         }
1368         err = set_cpus_allowed_ptr(tsk, cpus_attach);
1369         if (err)
1370                 return;
1371
1372         from = oldcs->mems_allowed;
1373         to = cs->mems_allowed;
1374         mm = get_task_mm(tsk);
1375         if (mm) {
1376                 mpol_rebind_mm(mm, &to);
1377                 if (is_memory_migrate(cs))
1378                         cpuset_migrate_mm(mm, &from, &to);
1379                 mmput(mm);
1380         }
1381 }
1382
1383 /* The various types of files and directories in a cpuset file system */
1384
1385 typedef enum {
1386         FILE_MEMORY_MIGRATE,
1387         FILE_CPULIST,
1388         FILE_MEMLIST,
1389         FILE_CPU_EXCLUSIVE,
1390         FILE_MEM_EXCLUSIVE,
1391         FILE_MEM_HARDWALL,
1392         FILE_SCHED_LOAD_BALANCE,
1393         FILE_SCHED_RELAX_DOMAIN_LEVEL,
1394         FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED,
1395         FILE_MEMORY_PRESSURE,
1396         FILE_SPREAD_PAGE,
1397         FILE_SPREAD_SLAB,
1398 } cpuset_filetype_t;
1399
1400 static int cpuset_write_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft, u64 val)
1401 {
1402         int retval = 0;
1403         struct cpuset *cs = cgroup_cs(cgrp);
1404         cpuset_filetype_t type = cft->private;
1405
1406         if (!cgroup_lock_live_group(cgrp))
1407                 return -ENODEV;
1408
1409         switch (type) {
1410         case FILE_CPU_EXCLUSIVE:
1411                 retval = update_flag(CS_CPU_EXCLUSIVE, cs, val);
1412                 break;
1413         case FILE_MEM_EXCLUSIVE:
1414                 retval = update_flag(CS_MEM_EXCLUSIVE, cs, val);
1415                 break;
1416         case FILE_MEM_HARDWALL:
1417                 retval = update_flag(CS_MEM_HARDWALL, cs, val);
1418                 break;
1419         case FILE_SCHED_LOAD_BALANCE:
1420                 retval = update_flag(CS_SCHED_LOAD_BALANCE, cs, val);
1421                 break;
1422         case FILE_MEMORY_MIGRATE:
1423                 retval = update_flag(CS_MEMORY_MIGRATE, cs, val);
1424                 break;
1425         case FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED:
1426                 cpuset_memory_pressure_enabled = !!val;
1427                 break;
1428         case FILE_MEMORY_PRESSURE:
1429                 retval = -EACCES;
1430                 break;
1431         case FILE_SPREAD_PAGE:
1432                 retval = update_flag(CS_SPREAD_PAGE, cs, val);
1433                 cs->mems_generation = cpuset_mems_generation++;
1434                 break;
1435         case FILE_SPREAD_SLAB:
1436                 retval = update_flag(CS_SPREAD_SLAB, cs, val);
1437                 cs->mems_generation = cpuset_mems_generation++;
1438                 break;
1439         default:
1440                 retval = -EINVAL;
1441                 break;
1442         }
1443         cgroup_unlock();
1444         return retval;
1445 }
1446
1447 static int cpuset_write_s64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft, s64 val)
1448 {
1449         int retval = 0;
1450         struct cpuset *cs = cgroup_cs(cgrp);
1451         cpuset_filetype_t type = cft->private;
1452
1453         if (!cgroup_lock_live_group(cgrp))
1454                 return -ENODEV;
1455
1456         switch (type) {
1457         case FILE_SCHED_RELAX_DOMAIN_LEVEL:
1458                 retval = update_relax_domain_level(cs, val);
1459                 break;
1460         default:
1461                 retval = -EINVAL;
1462                 break;
1463         }
1464         cgroup_unlock();
1465         return retval;
1466 }
1467
1468 /*
1469  * Common handling for a write to a "cpus" or "mems" file.
1470  */
1471 static int cpuset_write_resmask(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
1472                                 const char *buf)
1473 {
1474         int retval = 0;
1475         struct cpuset *cs = cgroup_cs(cgrp);
1476         struct cpuset *trialcs;
1477
1478         if (!cgroup_lock_live_group(cgrp))
1479                 return -ENODEV;
1480
1481         trialcs = alloc_trial_cpuset(cs);
1482         if (!trialcs)
1483                 return -ENOMEM;
1484
1485         switch (cft->private) {
1486         case FILE_CPULIST:
1487                 retval = update_cpumask(cs, trialcs, buf);
1488                 break;
1489         case FILE_MEMLIST:
1490                 retval = update_nodemask(cs, trialcs, buf);
1491                 break;
1492         default:
1493                 retval = -EINVAL;
1494                 break;
1495         }
1496
1497         free_trial_cpuset(trialcs);
1498         cgroup_unlock();
1499         return retval;
1500 }
1501
1502 /*
1503  * These ascii lists should be read in a single call, by using a user
1504  * buffer large enough to hold the entire map.  If read in smaller
1505  * chunks, there is no guarantee of atomicity.  Since the display format
1506  * used, list of ranges of sequential numbers, is variable length,
1507  * and since these maps can change value dynamically, one could read
1508  * gibberish by doing partial reads while a list was changing.
1509  * A single large read to a buffer that crosses a page boundary is
1510  * ok, because the result being copied to user land is not recomputed
1511  * across a page fault.
1512  */
1513
1514 static int cpuset_sprintf_cpulist(char *page, struct cpuset *cs)
1515 {
1516         int ret;
1517
1518         mutex_lock(&callback_mutex);
1519         ret = cpulist_scnprintf(page, PAGE_SIZE, &cs->cpus_allowed);
1520         mutex_unlock(&callback_mutex);
1521
1522         return ret;
1523 }
1524
1525 static int cpuset_sprintf_memlist(char *page, struct cpuset *cs)
1526 {
1527         nodemask_t mask;
1528
1529         mutex_lock(&callback_mutex);
1530         mask = cs->mems_allowed;
1531         mutex_unlock(&callback_mutex);
1532
1533         return nodelist_scnprintf(page, PAGE_SIZE, mask);
1534 }
1535
1536 static ssize_t cpuset_common_file_read(struct cgroup *cont,
1537                                        struct cftype *cft,
1538                                        struct file *file,
1539                                        char __user *buf,
1540                                        size_t nbytes, loff_t *ppos)
1541 {
1542         struct cpuset *cs = cgroup_cs(cont);
1543         cpuset_filetype_t type = cft->private;
1544         char *page;
1545         ssize_t retval = 0;
1546         char *s;
1547
1548         if (!(page = (char *)__get_free_page(GFP_TEMPORARY)))
1549                 return -ENOMEM;
1550
1551         s = page;
1552
1553         switch (type) {
1554         case FILE_CPULIST:
1555                 s += cpuset_sprintf_cpulist(s, cs);
1556                 break;
1557         case FILE_MEMLIST:
1558                 s += cpuset_sprintf_memlist(s, cs);
1559                 break;
1560         default:
1561                 retval = -EINVAL;
1562                 goto out;
1563         }
1564         *s++ = '\n';
1565
1566         retval = simple_read_from_buffer(buf, nbytes, ppos, page, s - page);
1567 out:
1568         free_page((unsigned long)page);
1569         return retval;
1570 }
1571
1572 static u64 cpuset_read_u64(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
1573 {
1574         struct cpuset *cs = cgroup_cs(cont);
1575         cpuset_filetype_t type = cft->private;
1576         switch (type) {
1577         case FILE_CPU_EXCLUSIVE:
1578                 return is_cpu_exclusive(cs);
1579         case FILE_MEM_EXCLUSIVE:
1580                 return is_mem_exclusive(cs);
1581         case FILE_MEM_HARDWALL:
1582                 return is_mem_hardwall(cs);
1583         case FILE_SCHED_LOAD_BALANCE:
1584                 return is_sched_load_balance(cs);
1585         case FILE_MEMORY_MIGRATE:
1586                 return is_memory_migrate(cs);
1587         case FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED:
1588                 return cpuset_memory_pressure_enabled;
1589         case FILE_MEMORY_PRESSURE:
1590                 return fmeter_getrate(&cs->fmeter);
1591         case FILE_SPREAD_PAGE:
1592                 return is_spread_page(cs);
1593         case FILE_SPREAD_SLAB:
1594                 return is_spread_slab(cs);
1595         default:
1596                 BUG();
1597         }
1598
1599         /* Unreachable but makes gcc happy */
1600         return 0;
1601 }
1602
1603 static s64 cpuset_read_s64(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
1604 {
1605         struct cpuset *cs = cgroup_cs(cont);
1606         cpuset_filetype_t type = cft->private;
1607         switch (type) {
1608         case FILE_SCHED_RELAX_DOMAIN_LEVEL:
1609                 return cs->relax_domain_level;
1610         default:
1611                 BUG();
1612         }
1613
1614         /* Unrechable but makes gcc happy */
1615         return 0;
1616 }
1617
1618
1619 /*
1620  * for the common functions, 'private' gives the type of file
1621  */
1622
1623 static struct cftype files[] = {
1624         {
1625                 .name = "cpus",
1626                 .read = cpuset_common_file_read,
1627                 .write_string = cpuset_write_resmask,
1628                 .max_write_len = (100U + 6 * NR_CPUS),
1629                 .private = FILE_CPULIST,
1630         },
1631
1632         {
1633                 .name = "mems",
1634                 .read = cpuset_common_file_read,
1635                 .write_string = cpuset_write_resmask,
1636                 .max_write_len = (100U + 6 * MAX_NUMNODES),
1637                 .private = FILE_MEMLIST,
1638         },
1639
1640         {
1641                 .name = "cpu_exclusive",
1642                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1643                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1644                 .private = FILE_CPU_EXCLUSIVE,
1645         },
1646
1647         {
1648                 .name = "mem_exclusive",
1649                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1650                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1651                 .private = FILE_MEM_EXCLUSIVE,
1652         },
1653
1654         {
1655                 .name = "mem_hardwall",
1656                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1657                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1658                 .private = FILE_MEM_HARDWALL,
1659         },
1660
1661         {
1662                 .name = "sched_load_balance",
1663                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1664                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1665                 .private = FILE_SCHED_LOAD_BALANCE,
1666         },
1667
1668         {
1669                 .name = "sched_relax_domain_level",
1670                 .read_s64 = cpuset_read_s64,
1671                 .write_s64 = cpuset_write_s64,
1672                 .private = FILE_SCHED_RELAX_DOMAIN_LEVEL,
1673         },
1674
1675         {
1676                 .name = "memory_migrate",
1677                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1678                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1679                 .private = FILE_MEMORY_MIGRATE,
1680         },
1681
1682         {
1683                 .name = "memory_pressure",
1684                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1685                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1686                 .private = FILE_MEMORY_PRESSURE,
1687         },
1688
1689         {
1690                 .name = "memory_spread_page",
1691                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1692                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1693                 .private = FILE_SPREAD_PAGE,
1694         },
1695
1696         {
1697                 .name = "memory_spread_slab",
1698                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1699                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1700                 .private = FILE_SPREAD_SLAB,
1701         },
1702 };
1703
1704 static struct cftype cft_memory_pressure_enabled = {
1705         .name = "memory_pressure_enabled",
1706         .read_u64 = cpuset_read_u64,
1707         .write_u64 = cpuset_write_u64,
1708         .private = FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED,
1709 };
1710
1711 static int cpuset_populate(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cont)
1712 {
1713         int err;
1714
1715         err = cgroup_add_files(cont, ss, files, ARRAY_SIZE(files));
1716         if (err)
1717                 return err;
1718         /* memory_pressure_enabled is in root cpuset only */
1719         if (!cont->parent)
1720                 err = cgroup_add_file(cont, ss,
1721                                       &cft_memory_pressure_enabled);
1722         return err;
1723 }
1724
1725 /*
1726  * post_clone() is called at the end of cgroup_clone().
1727  * 'cgroup' was just created automatically as a result of
1728  * a cgroup_clone(), and the current task is about to
1729  * be moved into 'cgroup'.
1730  *
1731  * Currently we refuse to set up the cgroup - thereby
1732  * refusing the task to be entered, and as a result refusing
1733  * the sys_unshare() or clone() which initiated it - if any
1734  * sibling cpusets have exclusive cpus or mem.
1735  *
1736  * If this becomes a problem for some users who wish to
1737  * allow that scenario, then cpuset_post_clone() could be
1738  * changed to grant parent->cpus_allowed-sibling_cpus_exclusive
1739  * (and likewise for mems) to the new cgroup. Called with cgroup_mutex
1740  * held.
1741  */
1742 static void cpuset_post_clone(struct cgroup_subsys *ss,
1743                               struct cgroup *cgroup)
1744 {
1745         struct cgroup *parent, *child;
1746         struct cpuset *cs, *parent_cs;
1747
1748         parent = cgroup->parent;
1749         list_for_each_entry(child, &parent->children, sibling) {
1750                 cs = cgroup_cs(child);
1751                 if (is_mem_exclusive(cs) || is_cpu_exclusive(cs))
1752                         return;
1753         }
1754         cs = cgroup_cs(cgroup);
1755         parent_cs = cgroup_cs(parent);
1756
1757         cs->mems_allowed = parent_cs->mems_allowed;
1758         cs->cpus_allowed = parent_cs->cpus_allowed;
1759         return;
1760 }
1761
1762 /*
1763  *      cpuset_create - create a cpuset
1764  *      ss:     cpuset cgroup subsystem
1765  *      cont:   control group that the new cpuset will be part of
1766  */
1767
1768 static struct cgroup_subsys_state *cpuset_create(
1769         struct cgroup_subsys *ss,
1770         struct cgroup *cont)
1771 {
1772         struct cpuset *cs;
1773         struct cpuset *parent;
1774
1775         if (!cont->parent) {
1776                 /* This is early initialization for the top cgroup */
1777                 top_cpuset.mems_generation = cpuset_mems_generation++;
1778                 return &top_cpuset.css;
1779         }
1780         parent = cgroup_cs(cont->parent);
1781         cs = kmalloc(sizeof(*cs), GFP_KERNEL);
1782         if (!cs)
1783                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1784
1785         cpuset_update_task_memory_state();
1786         cs->flags = 0;
1787         if (is_spread_page(parent))
1788                 set_bit(CS_SPREAD_PAGE, &cs->flags);
1789         if (is_spread_slab(parent))
1790                 set_bit(CS_SPREAD_SLAB, &cs->flags);
1791         set_bit(CS_SCHED_LOAD_BALANCE, &cs->flags);
1792         cpus_clear(cs->cpus_allowed);
1793         nodes_clear(cs->mems_allowed);
1794         cs->mems_generation = cpuset_mems_generation++;
1795         fmeter_init(&cs->fmeter);
1796         cs->relax_domain_level = -1;
1797
1798         cs->parent = parent;
1799         number_of_cpusets++;
1800         return &cs->css ;
1801 }
1802
1803 /*
1804  * If the cpuset being removed has its flag 'sched_load_balance'
1805  * enabled, then simulate turning sched_load_balance off, which
1806  * will call async_rebuild_sched_domains().
1807  */
1808
1809 static void cpuset_destroy(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cont)
1810 {
1811         struct cpuset *cs = cgroup_cs(cont);
1812
1813         cpuset_update_task_memory_state();
1814
1815         if (is_sched_load_balance(cs))
1816                 update_flag(CS_SCHED_LOAD_BALANCE, cs, 0);
1817
1818         number_of_cpusets--;
1819         kfree(cs);
1820 }
1821
1822 struct cgroup_subsys cpuset_subsys = {
1823         .name = "cpuset",
1824         .create = cpuset_create,
1825         .destroy = cpuset_destroy,
1826         .can_attach = cpuset_can_attach,
1827         .attach = cpuset_attach,
1828         .populate = cpuset_populate,
1829         .post_clone = cpuset_post_clone,
1830         .subsys_id = cpuset_subsys_id,
1831         .early_init = 1,
1832 };
1833
1834 /*
1835  * cpuset_init_early - just enough so that the calls to
1836  * cpuset_update_task_memory_state() in early init code
1837  * are harmless.
1838  */
1839
1840 int __init cpuset_init_early(void)
1841 {
1842         top_cpuset.mems_generation = cpuset_mems_generation++;
1843         return 0;
1844 }
1845
1846
1847 /**
1848  * cpuset_init - initialize cpusets at system boot
1849  *
1850  * Description: Initialize top_cpuset and the cpuset internal file system,
1851  **/
1852
1853 int __init cpuset_init(void)
1854 {
1855         int err = 0;
1856
1857         cpus_setall(top_cpuset.cpus_allowed);
1858         nodes_setall(top_cpuset.mems_allowed);
1859
1860         fmeter_init(&top_cpuset.fmeter);
1861         top_cpuset.mems_generation = cpuset_mems_generation++;
1862         set_bit(CS_SCHED_LOAD_BALANCE, &top_cpuset.flags);
1863         top_cpuset.relax_domain_level = -1;
1864
1865         err = register_filesystem(&cpuset_fs_type);
1866         if (err < 0)
1867                 return err;
1868
1869         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_attach, GFP_KERNEL))
1870                 BUG();
1871
1872         number_of_cpusets = 1;
1873         return 0;
1874 }
1875
1876 /**
1877  * cpuset_do_move_task - move a given task to another cpuset
1878  * @tsk: pointer to task_struct the task to move
1879  * @scan: struct cgroup_scanner contained in its struct cpuset_hotplug_scanner
1880  *
1881  * Called by cgroup_scan_tasks() for each task in a cgroup.
1882  * Return nonzero to stop the walk through the tasks.
1883  */
1884 static void cpuset_do_move_task(struct task_struct *tsk,
1885                                 struct cgroup_scanner *scan)
1886 {
1887         struct cpuset_hotplug_scanner *chsp;
1888
1889         chsp = container_of(scan, struct cpuset_hotplug_scanner, scan);
1890         cgroup_attach_task(chsp->to, tsk);
1891 }
1892
1893 /**
1894  * move_member_tasks_to_cpuset - move tasks from one cpuset to another
1895  * @from: cpuset in which the tasks currently reside
1896  * @to: cpuset to which the tasks will be moved
1897  *
1898  * Called with cgroup_mutex held
1899  * callback_mutex must not be held, as cpuset_attach() will take it.
1900  *
1901  * The cgroup_scan_tasks() function will scan all the tasks in a cgroup,
1902  * calling callback functions for each.
1903  */
1904 static void move_member_tasks_to_cpuset(struct cpuset *from, struct cpuset *to)
1905 {
1906         struct cpuset_hotplug_scanner scan;
1907
1908         scan.scan.cg = from->css.cgroup;
1909         scan.scan.test_task = NULL; /* select all tasks in cgroup */
1910         scan.scan.process_task = cpuset_do_move_task;
1911         scan.scan.heap = NULL;
1912         scan.to = to->css.cgroup;
1913
1914         if (cgroup_scan_tasks(&scan.scan))
1915                 printk(KERN_ERR "move_member_tasks_to_cpuset: "
1916                                 "cgroup_scan_tasks failed\n");
1917 }
1918
1919 /*
1920  * If CPU and/or memory hotplug handlers, below, unplug any CPUs
1921  * or memory nodes, we need to walk over the cpuset hierarchy,
1922  * removing that CPU or node from all cpusets.  If this removes the
1923  * last CPU or node from a cpuset, then move the tasks in the empty
1924  * cpuset to its next-highest non-empty parent.
1925  *
1926  * Called with cgroup_mutex held
1927  * callback_mutex must not be held, as cpuset_attach() will take it.
1928  */
1929 static void remove_tasks_in_empty_cpuset(struct cpuset *cs)
1930 {
1931         struct cpuset *parent;
1932
1933         /*
1934          * The cgroup's css_sets list is in use if there are tasks
1935          * in the cpuset; the list is empty if there are none;
1936          * the cs->css.refcnt seems always 0.
1937          */
1938         if (list_empty(&cs->css.cgroup->css_sets))
1939                 return;
1940
1941         /*
1942          * Find its next-highest non-empty parent, (top cpuset
1943          * has online cpus, so can't be empty).
1944          */
1945         parent = cs->parent;
1946         while (cpus_empty(parent->cpus_allowed) ||
1947                         nodes_empty(parent->mems_allowed))
1948                 parent = parent->parent;
1949
1950         move_member_tasks_to_cpuset(cs, parent);
1951 }
1952
1953 /*
1954  * Walk the specified cpuset subtree and look for empty cpusets.
1955  * The tasks of such cpuset must be moved to a parent cpuset.
1956  *
1957  * Called with cgroup_mutex held.  We take callback_mutex to modify
1958  * cpus_allowed and mems_allowed.
1959  *
1960  * This walk processes the tree from top to bottom, completing one layer
1961  * before dropping down to the next.  It always processes a node before
1962  * any of its children.
1963  *
1964  * For now, since we lack memory hot unplug, we'll never see a cpuset
1965  * that has tasks along with an empty 'mems'.  But if we did see such
1966  * a cpuset, we'd handle it just like we do if its 'cpus' was empty.
1967  */
1968 static void scan_for_empty_cpusets(struct cpuset *root)
1969 {
1970         LIST_HEAD(queue);
1971         struct cpuset *cp;      /* scans cpusets being updated */
1972         struct cpuset *child;   /* scans child cpusets of cp */
1973         struct cgroup *cont;
1974         nodemask_t oldmems;
1975
1976         list_add_tail((struct list_head *)&root->stack_list, &queue);
1977
1978         while (!list_empty(&queue)) {
1979                 cp = list_first_entry(&queue, struct cpuset, stack_list);
1980                 list_del(queue.next);
1981                 list_for_each_entry(cont, &cp->css.cgroup->children, sibling) {
1982                         child = cgroup_cs(cont);
1983                         list_add_tail(&child->stack_list, &queue);
1984                 }
1985
1986                 /* Continue past cpusets with all cpus, mems online */
1987                 if (cpus_subset(cp->cpus_allowed, cpu_online_map) &&
1988                     nodes_subset(cp->mems_allowed, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
1989                         continue;
1990
1991                 oldmems = cp->mems_allowed;
1992
1993                 /* Remove offline cpus and mems from this cpuset. */
1994                 mutex_lock(&callback_mutex);
1995                 cpus_and(cp->cpus_allowed, cp->cpus_allowed, cpu_online_map);
1996                 nodes_and(cp->mems_allowed, cp->mems_allowed,
1997                                                 node_states[N_HIGH_MEMORY]);
1998                 mutex_unlock(&callback_mutex);
1999
2000                 /* Move tasks from the empty cpuset to a parent */
2001                 if (cpus_empty(cp->cpus_allowed) ||
2002                      nodes_empty(cp->mems_allowed))
2003                         remove_tasks_in_empty_cpuset(cp);
2004                 else {
2005                         update_tasks_cpumask(cp, NULL);
2006                         update_tasks_nodemask(cp, &oldmems);
2007                 }
2008         }
2009 }
2010
2011 /*
2012  * The top_cpuset tracks what CPUs and Memory Nodes are online,
2013  * period.  This is necessary in order to make cpusets transparent
2014  * (of no affect) on systems that are actively using CPU hotplug
2015  * but making no active use of cpusets.
2016  *
2017  * This routine ensures that top_cpuset.cpus_allowed tracks
2018  * cpu_online_map on each CPU hotplug (cpuhp) event.
2019  *
2020  * Called within get_online_cpus().  Needs to call cgroup_lock()
2021  * before calling generate_sched_domains().
2022  */
2023 static int cpuset_track_online_cpus(struct notifier_block *unused_nb,
2024                                 unsigned long phase, void *unused_cpu)
2025 {
2026         struct sched_domain_attr *attr;
2027         cpumask_t *doms;
2028         int ndoms;
2029
2030         switch (phase) {
2031         case CPU_ONLINE:
2032         case CPU_ONLINE_FROZEN:
2033         case CPU_DEAD:
2034         case CPU_DEAD_FROZEN:
2035                 break;
2036
2037         default:
2038                 return NOTIFY_DONE;
2039         }
2040
2041         cgroup_lock();
2042         top_cpuset.cpus_allowed = cpu_online_map;
2043         scan_for_empty_cpusets(&top_cpuset);
2044         ndoms = generate_sched_domains(&doms, &attr);
2045         cgroup_unlock();
2046
2047         /* Have scheduler rebuild the domains */
2048         partition_sched_domains(ndoms, doms, attr);
2049
2050         return NOTIFY_OK;
2051 }
2052
2053 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2054 /*
2055  * Keep top_cpuset.mems_allowed tracking node_states[N_HIGH_MEMORY].
2056  * Call this routine anytime after node_states[N_HIGH_MEMORY] changes.
2057  * See also the previous routine cpuset_track_online_cpus().
2058  */
2059 static int cpuset_track_online_nodes(struct notifier_block *self,
2060                                 unsigned long action, void *arg)
2061 {
2062         cgroup_lock();
2063         switch (action) {
2064         case MEM_ONLINE:
2065                 top_cpuset.mems_allowed = node_states[N_HIGH_MEMORY];
2066                 break;
2067         case MEM_OFFLINE:
2068                 top_cpuset.mems_allowed = node_states[N_HIGH_MEMORY];
2069                 scan_for_empty_cpusets(&top_cpuset);
2070                 break;
2071         default:
2072                 break;
2073         }
2074         cgroup_unlock();
2075         return NOTIFY_OK;
2076 }
2077 #endif
2078
2079 /**
2080  * cpuset_init_smp - initialize cpus_allowed
2081  *
2082  * Description: Finish top cpuset after cpu, node maps are initialized
2083  **/
2084
2085 void __init cpuset_init_smp(void)
2086 {
2087         top_cpuset.cpus_allowed = cpu_online_map;
2088         top_cpuset.mems_allowed = node_states[N_HIGH_MEMORY];
2089
2090         hotcpu_notifier(cpuset_track_online_cpus, 0);
2091         hotplug_memory_notifier(cpuset_track_online_nodes, 10);
2092 }
2093
2094 /**
2095  * cpuset_cpus_allowed - return cpus_allowed mask from a tasks cpuset.
2096  * @tsk: pointer to task_struct from which to obtain cpuset->cpus_allowed.
2097  * @pmask: pointer to cpumask_t variable to receive cpus_allowed set.
2098  *
2099  * Description: Returns the cpumask_t cpus_allowed of the cpuset
2100  * attached to the specified @tsk.  Guaranteed to return some non-empty
2101  * subset of cpu_online_map, even if this means going outside the
2102  * tasks cpuset.
2103  **/
2104
2105 void cpuset_cpus_allowed(struct task_struct *tsk, cpumask_t *pmask)
2106 {
2107         mutex_lock(&callback_mutex);
2108         cpuset_cpus_allowed_locked(tsk, pmask);
2109         mutex_unlock(&callback_mutex);
2110 }
2111
2112 /**
2113  * cpuset_cpus_allowed_locked - return cpus_allowed mask from a tasks cpuset.
2114  * Must be called with callback_mutex held.
2115  **/
2116 void cpuset_cpus_allowed_locked(struct task_struct *tsk, cpumask_t *pmask)
2117 {
2118         task_lock(tsk);
2119         guarantee_online_cpus(task_cs(tsk), pmask);
2120         task_unlock(tsk);
2121 }
2122
2123 void cpuset_init_current_mems_allowed(void)
2124 {
2125         nodes_setall(current->mems_allowed);
2126 }
2127
2128 /**
2129  * cpuset_mems_allowed - return mems_allowed mask from a tasks cpuset.
2130  * @tsk: pointer to task_struct from which to obtain cpuset->mems_allowed.
2131  *
2132  * Description: Returns the nodemask_t mems_allowed of the cpuset
2133  * attached to the specified @tsk.  Guaranteed to return some non-empty
2134  * subset of node_states[N_HIGH_MEMORY], even if this means going outside the
2135  * tasks cpuset.
2136  **/
2137
2138 nodemask_t cpuset_mems_allowed(struct task_struct *tsk)
2139 {
2140         nodemask_t mask;
2141
2142         mutex_lock(&callback_mutex);
2143         task_lock(tsk);
2144         guarantee_online_mems(task_cs(tsk), &mask);
2145         task_unlock(tsk);
2146         mutex_unlock(&callback_mutex);
2147
2148         return mask;
2149 }
2150
2151 /**
2152  * cpuset_nodemask_valid_mems_allowed - check nodemask vs. curremt mems_allowed
2153  * @nodemask: the nodemask to be checked
2154  *
2155  * Are any of the nodes in the nodemask allowed in current->mems_allowed?
2156  */
2157 int cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(nodemask_t *nodemask)
2158 {
2159         return nodes_intersects(*nodemask, current->mems_allowed);
2160 }
2161
2162 /*
2163  * nearest_hardwall_ancestor() - Returns the nearest mem_exclusive or
2164  * mem_hardwall ancestor to the specified cpuset.  Call holding
2165  * callback_mutex.  If no ancestor is mem_exclusive or mem_hardwall
2166  * (an unusual configuration), then returns the root cpuset.
2167  */
2168 static const struct cpuset *nearest_hardwall_ancestor(const struct cpuset *cs)
2169 {
2170         while (!(is_mem_exclusive(cs) || is_mem_hardwall(cs)) && cs->parent)
2171                 cs = cs->parent;
2172         return cs;
2173 }
2174
2175 /**
2176  * cpuset_zone_allowed_softwall - Can we allocate on zone z's memory node?
2177  * @z: is this zone on an allowed node?
2178  * @gfp_mask: memory allocation flags
2179  *
2180  * If we're in interrupt, yes, we can always allocate.  If
2181  * __GFP_THISNODE is set, yes, we can always allocate.  If zone
2182  * z's node is in our tasks mems_allowed, yes.  If it's not a
2183  * __GFP_HARDWALL request and this zone's nodes is in the nearest
2184  * hardwalled cpuset ancestor to this tasks cpuset, yes.
2185  * If the task has been OOM killed and has access to memory reserves
2186  * as specified by the TIF_MEMDIE flag, yes.
2187  * Otherwise, no.
2188  *
2189  * If __GFP_HARDWALL is set, cpuset_zone_allowed_softwall()
2190  * reduces to cpuset_zone_allowed_hardwall().  Otherwise,
2191  * cpuset_zone_allowed_softwall() might sleep, and might allow a zone
2192  * from an enclosing cpuset.
2193  *
2194  * cpuset_zone_allowed_hardwall() only handles the simpler case of
2195  * hardwall cpusets, and never sleeps.
2196  *
2197  * The __GFP_THISNODE placement logic is really handled elsewhere,
2198  * by forcibly using a zonelist starting at a specified node, and by
2199  * (in get_page_from_freelist()) refusing to consider the zones for
2200  * any node on the zonelist except the first.  By the time any such
2201  * calls get to this routine, we should just shut up and say 'yes'.
2202  *
2203  * GFP_USER allocations are marked with the __GFP_HARDWALL bit,
2204  * and do not allow allocations outside the current tasks cpuset
2205  * unless the task has been OOM killed as is marked TIF_MEMDIE.
2206  * GFP_KERNEL allocations are not so marked, so can escape to the
2207  * nearest enclosing hardwalled ancestor cpuset.
2208  *
2209  * Scanning up parent cpusets requires callback_mutex.  The
2210  * __alloc_pages() routine only calls here with __GFP_HARDWALL bit
2211  * _not_ set if it's a GFP_KERNEL allocation, and all nodes in the
2212  * current tasks mems_allowed came up empty on the first pass over
2213  * the zonelist.  So only GFP_KERNEL allocations, if all nodes in the
2214  * cpuset are short of memory, might require taking the callback_mutex
2215  * mutex.
2216  *
2217  * The first call here from mm/page_alloc:get_page_from_freelist()
2218  * has __GFP_HARDWALL set in gfp_mask, enforcing hardwall cpusets,
2219  * so no allocation on a node outside the cpuset is allowed (unless
2220  * in interrupt, of course).
2221  *
2222  * The second pass through get_page_from_freelist() doesn't even call
2223  * here for GFP_ATOMIC calls.  For those calls, the __alloc_pages()
2224  * variable 'wait' is not set, and the bit ALLOC_CPUSET is not set
2225  * in alloc_flags.  That logic and the checks below have the combined
2226  * affect that:
2227  *      in_interrupt - any node ok (current task context irrelevant)
2228  *      GFP_ATOMIC   - any node ok
2229  *      TIF_MEMDIE   - any node ok
2230  *      GFP_KERNEL   - any node in enclosing hardwalled cpuset ok
2231  *      GFP_USER     - only nodes in current tasks mems allowed ok.
2232  *
2233  * Rule:
2234  *    Don't call cpuset_zone_allowed_softwall if you can't sleep, unless you
2235  *    pass in the __GFP_HARDWALL flag set in gfp_flag, which disables
2236  *    the code that might scan up ancestor cpusets and sleep.
2237  */
2238
2239 int __cpuset_zone_allowed_softwall(struct zone *z, gfp_t gfp_mask)
2240 {
2241         int node;                       /* node that zone z is on */
2242         const struct cpuset *cs;        /* current cpuset ancestors */
2243         int allowed;                    /* is allocation in zone z allowed? */
2244
2245         if (in_interrupt() || (gfp_mask & __GFP_THISNODE))
2246                 return 1;
2247         node = zone_to_nid(z);
2248         might_sleep_if(!(gfp_mask & __GFP_HARDWALL));
2249         if (node_isset(node, current->mems_allowed))
2250                 return 1;
2251         /*
2252          * Allow tasks that have access to memory reserves because they have
2253          * been OOM killed to get memory anywhere.
2254          */
2255         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
2256                 return 1;
2257         if (gfp_mask & __GFP_HARDWALL)  /* If hardwall request, stop here */
2258                 return 0;
2259
2260         if (current->flags & PF_EXITING) /* Let dying task have memory */
2261                 return 1;
2262
2263         /* Not hardwall and node outside mems_allowed: scan up cpusets */
2264         mutex_lock(&callback_mutex);
2265
2266         task_lock(current);
2267         cs = nearest_hardwall_ancestor(task_cs(current));
2268         task_unlock(current);
2269
2270         allowed = node_isset(node, cs->mems_allowed);
2271         mutex_unlock(&callback_mutex);
2272         return allowed;
2273 }
2274
2275 /*
2276  * cpuset_zone_allowed_hardwall - Can we allocate on zone z's memory node?
2277  * @z: is this zone on an allowed node?
2278  * @gfp_mask: memory allocation flags
2279  *
2280  * If we're in interrupt, yes, we can always allocate.
2281  * If __GFP_THISNODE is set, yes, we can always allocate.  If zone
2282  * z's node is in our tasks mems_allowed, yes.   If the task has been
2283  * OOM killed and has access to memory reserves as specified by the
2284  * TIF_MEMDIE flag, yes.  Otherwise, no.
2285  *
2286  * The __GFP_THISNODE placement logic is really handled elsewhere,
2287  * by forcibly using a zonelist starting at a specified node, and by
2288  * (in get_page_from_freelist()) refusing to consider the zones for
2289  * any node on the zonelist except the first.  By the time any such
2290  * calls get to this routine, we should just shut up and say 'yes'.
2291  *
2292  * Unlike the cpuset_zone_allowed_softwall() variant, above,
2293  * this variant requires that the zone be in the current tasks
2294  * mems_allowed or that we're in interrupt.  It does not scan up the
2295  * cpuset hierarchy for the nearest enclosing mem_exclusive cpuset.
2296  * It never sleeps.
2297  */
2298
2299 int __cpuset_zone_allowed_hardwall(struct zone *z, gfp_t gfp_mask)
2300 {
2301         int node;                       /* node that zone z is on */
2302
2303         if (in_interrupt() || (gfp_mask & __GFP_THISNODE))
2304                 return 1;
2305         node = zone_to_nid(z);
2306         if (node_isset(node, current->mems_allowed))
2307                 return 1;
2308         /*
2309          * Allow tasks that have access to memory reserves because they have
2310          * been OOM killed to get memory anywhere.
2311          */
2312         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
2313                 return 1;
2314         return 0;
2315 }
2316
2317 /**
2318  * cpuset_lock - lock out any changes to cpuset structures
2319  *
2320  * The out of memory (oom) code needs to mutex_lock cpusets
2321  * from being changed while it scans the tasklist looking for a
2322  * task in an overlapping cpuset.  Expose callback_mutex via this
2323  * cpuset_lock() routine, so the oom code can lock it, before
2324  * locking the task list.  The tasklist_lock is a spinlock, so
2325  * must be taken inside callback_mutex.
2326  */
2327
2328 void cpuset_lock(void)
2329 {
2330         mutex_lock(&callback_mutex);
2331 }
2332
2333 /**
2334  * cpuset_unlock - release lock on cpuset changes
2335  *
2336  * Undo the lock taken in a previous cpuset_lock() call.
2337  */
2338
2339 void cpuset_unlock(void)
2340 {
2341         mutex_unlock(&callback_mutex);
2342 }
2343
2344 /**
2345  * cpuset_mem_spread_node() - On which node to begin search for a page
2346  *
2347  * If a task is marked PF_SPREAD_PAGE or PF_SPREAD_SLAB (as for
2348  * tasks in a cpuset with is_spread_page or is_spread_slab set),
2349  * and if the memory allocation used cpuset_mem_spread_node()
2350  * to determine on which node to start looking, as it will for
2351  * certain page cache or slab cache pages such as used for file
2352  * system buffers and inode caches, then instead of starting on the
2353  * local node to look for a free page, rather spread the starting
2354  * node around the tasks mems_allowed nodes.
2355  *
2356  * We don't have to worry about the returned node being offline
2357  * because "it can't happen", and even if it did, it would be ok.
2358  *
2359  * The routines calling guarantee_online_mems() are careful to
2360  * only set nodes in task->mems_allowed that are online.  So it
2361  * should not be possible for the following code to return an
2362  * offline node.  But if it did, that would be ok, as this routine
2363  * is not returning the node where the allocation must be, only
2364  * the node where the search should start.  The zonelist passed to
2365  * __alloc_pages() will include all nodes.  If the slab allocator
2366  * is passed an offline node, it will fall back to the local node.
2367  * See kmem_cache_alloc_node().
2368  */
2369
2370 int cpuset_mem_spread_node(void)
2371 {
2372         int node;
2373
2374         node = next_node(current->cpuset_mem_spread_rotor, current->mems_allowed);
2375         if (node == MAX_NUMNODES)
2376                 node = first_node(current->mems_allowed);
2377         current->cpuset_mem_spread_rotor = node;
2378         return node;
2379 }
2380 EXPORT_SYMBOL_GPL(cpuset_mem_spread_node);
2381
2382 /**
2383  * cpuset_mems_allowed_intersects - Does @tsk1's mems_allowed intersect @tsk2's?
2384  * @tsk1: pointer to task_struct of some task.
2385  * @tsk2: pointer to task_struct of some other task.
2386  *
2387  * Description: Return true if @tsk1's mems_allowed intersects the
2388  * mems_allowed of @tsk2.  Used by the OOM killer to determine if
2389  * one of the task's memory usage might impact the memory available
2390  * to the other.
2391  **/
2392
2393 int cpuset_mems_allowed_intersects(const struct task_struct *tsk1,
2394                                    const struct task_struct *tsk2)
2395 {
2396         return nodes_intersects(tsk1->mems_allowed, tsk2->mems_allowed);
2397 }
2398
2399 /**
2400  * cpuset_print_task_mems_allowed - prints task's cpuset and mems_allowed
2401  * @task: pointer to task_struct of some task.
2402  *
2403  * Description: Prints @task's name, cpuset name, and cached copy of its
2404  * mems_allowed to the kernel log.  Must hold task_lock(task) to allow
2405  * dereferencing task_cs(task).
2406  */
2407 void cpuset_print_task_mems_allowed(struct task_struct *tsk)
2408 {
2409         struct dentry *dentry;
2410
2411         dentry = task_cs(tsk)->css.cgroup->dentry;
2412         spin_lock(&cpuset_buffer_lock);
2413         snprintf(cpuset_name, CPUSET_NAME_LEN,
2414                  dentry ? (const char *)dentry->d_name.name : "/");
2415         nodelist_scnprintf(cpuset_nodelist, CPUSET_NODELIST_LEN,
2416                            tsk->mems_allowed);
2417         printk(KERN_INFO "%s cpuset=%s mems_allowed=%s\n",
2418                tsk->comm, cpuset_name, cpuset_nodelist);
2419         spin_unlock(&cpuset_buffer_lock);
2420 }
2421
2422 /*
2423  * Collection of memory_pressure is suppressed unless
2424  * this flag is enabled by writing "1" to the special
2425  * cpuset file 'memory_pressure_enabled' in the root cpuset.
2426  */
2427
2428 int cpuset_memory_pressure_enabled __read_mostly;
2429
2430 /**
2431  * cpuset_memory_pressure_bump - keep stats of per-cpuset reclaims.
2432  *
2433  * Keep a running average of the rate of synchronous (direct)
2434  * page reclaim efforts initiated by tasks in each cpuset.
2435  *
2436  * This represents the rate at which some task in the cpuset
2437  * ran low on memory on all nodes it was allowed to use, and
2438  * had to enter the kernels page reclaim code in an effort to
2439  * create more free memory by tossing clean pages or swapping
2440  * or writing dirty pages.
2441  *
2442  * Display to user space in the per-cpuset read-only file
2443  * "memory_pressure".  Value displayed is an integer
2444  * representing the recent rate of entry into the synchronous
2445  * (direct) page reclaim by any task attached to the cpuset.
2446  **/
2447
2448 void __cpuset_memory_pressure_bump(void)
2449 {
2450         task_lock(current);
2451         fmeter_markevent(&task_cs(current)->fmeter);
2452         task_unlock(current);
2453 }
2454
2455 #ifdef CONFIG_PROC_PID_CPUSET
2456 /*
2457  * proc_cpuset_show()
2458  *  - Print tasks cpuset path into seq_file.
2459  *  - Used for /proc/<pid>/cpuset.
2460  *  - No need to task_lock(tsk) on this tsk->cpuset reference, as it
2461  *    doesn't really matter if tsk->cpuset changes after we read it,
2462  *    and we take cgroup_mutex, keeping cpuset_attach() from changing it
2463  *    anyway.
2464  */
2465 static int proc_cpuset_show(struct seq_file *m, void *unused_v)
2466 {
2467         struct pid *pid;
2468         struct task_struct *tsk;
2469         char *buf;
2470         struct cgroup_subsys_state *css;
2471         int retval;
2472
2473         retval = -ENOMEM;
2474         buf = kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
2475         if (!buf)
2476                 goto out;
2477
2478         retval = -ESRCH;
2479         pid = m->private;
2480         tsk = get_pid_task(pid, PIDTYPE_PID);
2481         if (!tsk)
2482                 goto out_free;
2483
2484         retval = -EINVAL;
2485         cgroup_lock();
2486         css = task_subsys_state(tsk, cpuset_subsys_id);
2487         retval = cgroup_path(css->cgroup, buf, PAGE_SIZE);
2488         if (retval < 0)
2489                 goto out_unlock;
2490         seq_puts(m, buf);
2491         seq_putc(m, '\n');
2492 out_unlock:
2493         cgroup_unlock();
2494         put_task_struct(tsk);
2495 out_free:
2496         kfree(buf);
2497 out:
2498         return retval;
2499 }
2500
2501 static int cpuset_open(struct inode *inode, struct file *file)
2502 {
2503         struct pid *pid = PROC_I(inode)->pid;
2504         return single_open(file, proc_cpuset_show, pid);
2505 }
2506
2507 const struct file_operations proc_cpuset_operations = {
2508         .open           = cpuset_open,
2509         .read           = seq_read,
2510         .llseek         = seq_lseek,
2511         .release        = single_release,
2512 };
2513 #endif /* CONFIG_PROC_PID_CPUSET */
2514
2515 /* Display task cpus_allowed, mems_allowed in /proc/<pid>/status file. */
2516 void cpuset_task_status_allowed(struct seq_file *m, struct task_struct *task)
2517 {
2518         seq_printf(m, "Cpus_allowed:\t");
2519         seq_cpumask(m, &task->cpus_allowed);
2520         seq_printf(m, "\n");
2521         seq_printf(m, "Cpus_allowed_list:\t");
2522         seq_cpumask_list(m, &task->cpus_allowed);
2523         seq_printf(m, "\n");
2524         seq_printf(m, "Mems_allowed:\t");
2525         seq_nodemask(m, &task->mems_allowed);
2526         seq_printf(m, "\n");
2527         seq_printf(m, "Mems_allowed_list:\t");
2528         seq_nodemask_list(m, &task->mems_allowed);
2529         seq_printf(m, "\n");
2530 }