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