cpumask: Partition_sched_domains takes array of cpumask_var_t
[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         struct fmeter fmeter;           /* memory_pressure filter */
101
102         /* partition number for rebuild_sched_domains() */
103         int pn;
104
105         /* for custom sched domain */
106         int relax_domain_level;
107
108         /* used for walking a cpuset heirarchy */
109         struct list_head stack_list;
110 };
111
112 /* Retrieve the cpuset for a cgroup */
113 static inline struct cpuset *cgroup_cs(struct cgroup *cont)
114 {
115         return container_of(cgroup_subsys_state(cont, cpuset_subsys_id),
116                             struct cpuset, css);
117 }
118
119 /* Retrieve the cpuset for a task */
120 static inline struct cpuset *task_cs(struct task_struct *task)
121 {
122         return container_of(task_subsys_state(task, cpuset_subsys_id),
123                             struct cpuset, css);
124 }
125
126 /* bits in struct cpuset flags field */
127 typedef enum {
128         CS_CPU_EXCLUSIVE,
129         CS_MEM_EXCLUSIVE,
130         CS_MEM_HARDWALL,
131         CS_MEMORY_MIGRATE,
132         CS_SCHED_LOAD_BALANCE,
133         CS_SPREAD_PAGE,
134         CS_SPREAD_SLAB,
135 } cpuset_flagbits_t;
136
137 /* convenient tests for these bits */
138 static inline int is_cpu_exclusive(const struct cpuset *cs)
139 {
140         return test_bit(CS_CPU_EXCLUSIVE, &cs->flags);
141 }
142
143 static inline int is_mem_exclusive(const struct cpuset *cs)
144 {
145         return test_bit(CS_MEM_EXCLUSIVE, &cs->flags);
146 }
147
148 static inline int is_mem_hardwall(const struct cpuset *cs)
149 {
150         return test_bit(CS_MEM_HARDWALL, &cs->flags);
151 }
152
153 static inline int is_sched_load_balance(const struct cpuset *cs)
154 {
155         return test_bit(CS_SCHED_LOAD_BALANCE, &cs->flags);
156 }
157
158 static inline int is_memory_migrate(const struct cpuset *cs)
159 {
160         return test_bit(CS_MEMORY_MIGRATE, &cs->flags);
161 }
162
163 static inline int is_spread_page(const struct cpuset *cs)
164 {
165         return test_bit(CS_SPREAD_PAGE, &cs->flags);
166 }
167
168 static inline int is_spread_slab(const struct cpuset *cs)
169 {
170         return test_bit(CS_SPREAD_SLAB, &cs->flags);
171 }
172
173 static struct cpuset top_cpuset = {
174         .flags = ((1 << CS_CPU_EXCLUSIVE) | (1 << CS_MEM_EXCLUSIVE)),
175 };
176
177 /*
178  * There are two global mutexes guarding cpuset structures.  The first
179  * is the main control groups cgroup_mutex, accessed via
180  * cgroup_lock()/cgroup_unlock().  The second is the cpuset-specific
181  * callback_mutex, below. They can nest.  It is ok to first take
182  * cgroup_mutex, then nest callback_mutex.  We also require taking
183  * task_lock() when dereferencing a task's cpuset pointer.  See "The
184  * task_lock() exception", at the end of this comment.
185  *
186  * A task must hold both mutexes to modify cpusets.  If a task
187  * holds cgroup_mutex, then it blocks others wanting that mutex,
188  * ensuring that it is the only task able to also acquire callback_mutex
189  * and be able to modify cpusets.  It can perform various checks on
190  * the cpuset structure first, knowing nothing will change.  It can
191  * also allocate memory while just holding cgroup_mutex.  While it is
192  * performing these checks, various callback routines can briefly
193  * acquire callback_mutex to query cpusets.  Once it is ready to make
194  * the changes, it takes callback_mutex, blocking everyone else.
195  *
196  * Calls to the kernel memory allocator can not be made while holding
197  * callback_mutex, as that would risk double tripping on callback_mutex
198  * from one of the callbacks into the cpuset code from within
199  * __alloc_pages().
200  *
201  * If a task is only holding callback_mutex, then it has read-only
202  * access to cpusets.
203  *
204  * Now, the task_struct fields mems_allowed and mempolicy may be changed
205  * by other task, we use alloc_lock in the task_struct fields to protect
206  * them.
207  *
208  * The cpuset_common_file_read() handlers only hold callback_mutex across
209  * small pieces of code, such as when reading out possibly multi-word
210  * cpumasks and nodemasks.
211  *
212  * Accessing a task's cpuset should be done in accordance with the
213  * guidelines for accessing subsystem state in kernel/cgroup.c
214  */
215
216 static DEFINE_MUTEX(callback_mutex);
217
218 /*
219  * cpuset_buffer_lock protects both the cpuset_name and cpuset_nodelist
220  * buffers.  They are statically allocated to prevent using excess stack
221  * when calling cpuset_print_task_mems_allowed().
222  */
223 #define CPUSET_NAME_LEN         (128)
224 #define CPUSET_NODELIST_LEN     (256)
225 static char cpuset_name[CPUSET_NAME_LEN];
226 static char cpuset_nodelist[CPUSET_NODELIST_LEN];
227 static DEFINE_SPINLOCK(cpuset_buffer_lock);
228
229 /*
230  * This is ugly, but preserves the userspace API for existing cpuset
231  * users. If someone tries to mount the "cpuset" filesystem, we
232  * silently switch it to mount "cgroup" instead
233  */
234 static int cpuset_get_sb(struct file_system_type *fs_type,
235                          int flags, const char *unused_dev_name,
236                          void *data, struct vfsmount *mnt)
237 {
238         struct file_system_type *cgroup_fs = get_fs_type("cgroup");
239         int ret = -ENODEV;
240         if (cgroup_fs) {
241                 char mountopts[] =
242                         "cpuset,noprefix,"
243                         "release_agent=/sbin/cpuset_release_agent";
244                 ret = cgroup_fs->get_sb(cgroup_fs, flags,
245                                            unused_dev_name, mountopts, mnt);
246                 put_filesystem(cgroup_fs);
247         }
248         return ret;
249 }
250
251 static struct file_system_type cpuset_fs_type = {
252         .name = "cpuset",
253         .get_sb = cpuset_get_sb,
254 };
255
256 /*
257  * Return in pmask the portion of a cpusets's cpus_allowed that
258  * are online.  If none are online, walk up the cpuset hierarchy
259  * until we find one that does have some online cpus.  If we get
260  * all the way to the top and still haven't found any online cpus,
261  * return cpu_online_map.  Or if passed a NULL cs from an exit'ing
262  * task, return cpu_online_map.
263  *
264  * One way or another, we guarantee to return some non-empty subset
265  * of cpu_online_map.
266  *
267  * Call with callback_mutex held.
268  */
269
270 static void guarantee_online_cpus(const struct cpuset *cs,
271                                   struct cpumask *pmask)
272 {
273         while (cs && !cpumask_intersects(cs->cpus_allowed, cpu_online_mask))
274                 cs = cs->parent;
275         if (cs)
276                 cpumask_and(pmask, cs->cpus_allowed, cpu_online_mask);
277         else
278                 cpumask_copy(pmask, cpu_online_mask);
279         BUG_ON(!cpumask_intersects(pmask, cpu_online_mask));
280 }
281
282 /*
283  * Return in *pmask the portion of a cpusets's mems_allowed that
284  * are online, with memory.  If none are online with memory, walk
285  * up the cpuset hierarchy until we find one that does have some
286  * online mems.  If we get all the way to the top and still haven't
287  * found any online mems, return node_states[N_HIGH_MEMORY].
288  *
289  * One way or another, we guarantee to return some non-empty subset
290  * of node_states[N_HIGH_MEMORY].
291  *
292  * Call with callback_mutex held.
293  */
294
295 static void guarantee_online_mems(const struct cpuset *cs, nodemask_t *pmask)
296 {
297         while (cs && !nodes_intersects(cs->mems_allowed,
298                                         node_states[N_HIGH_MEMORY]))
299                 cs = cs->parent;
300         if (cs)
301                 nodes_and(*pmask, cs->mems_allowed,
302                                         node_states[N_HIGH_MEMORY]);
303         else
304                 *pmask = node_states[N_HIGH_MEMORY];
305         BUG_ON(!nodes_intersects(*pmask, node_states[N_HIGH_MEMORY]));
306 }
307
308 /*
309  * update task's spread flag if cpuset's page/slab spread flag is set
310  *
311  * Called with callback_mutex/cgroup_mutex held
312  */
313 static void cpuset_update_task_spread_flag(struct cpuset *cs,
314                                         struct task_struct *tsk)
315 {
316         if (is_spread_page(cs))
317                 tsk->flags |= PF_SPREAD_PAGE;
318         else
319                 tsk->flags &= ~PF_SPREAD_PAGE;
320         if (is_spread_slab(cs))
321                 tsk->flags |= PF_SPREAD_SLAB;
322         else
323                 tsk->flags &= ~PF_SPREAD_SLAB;
324 }
325
326 /*
327  * is_cpuset_subset(p, q) - Is cpuset p a subset of cpuset q?
328  *
329  * One cpuset is a subset of another if all its allowed CPUs and
330  * Memory Nodes are a subset of the other, and its exclusive flags
331  * are only set if the other's are set.  Call holding cgroup_mutex.
332  */
333
334 static int is_cpuset_subset(const struct cpuset *p, const struct cpuset *q)
335 {
336         return  cpumask_subset(p->cpus_allowed, q->cpus_allowed) &&
337                 nodes_subset(p->mems_allowed, q->mems_allowed) &&
338                 is_cpu_exclusive(p) <= is_cpu_exclusive(q) &&
339                 is_mem_exclusive(p) <= is_mem_exclusive(q);
340 }
341
342 /**
343  * alloc_trial_cpuset - allocate a trial cpuset
344  * @cs: the cpuset that the trial cpuset duplicates
345  */
346 static struct cpuset *alloc_trial_cpuset(const struct cpuset *cs)
347 {
348         struct cpuset *trial;
349
350         trial = kmemdup(cs, sizeof(*cs), GFP_KERNEL);
351         if (!trial)
352                 return NULL;
353
354         if (!alloc_cpumask_var(&trial->cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
355                 kfree(trial);
356                 return NULL;
357         }
358         cpumask_copy(trial->cpus_allowed, cs->cpus_allowed);
359
360         return trial;
361 }
362
363 /**
364  * free_trial_cpuset - free the trial cpuset
365  * @trial: the trial cpuset to be freed
366  */
367 static void free_trial_cpuset(struct cpuset *trial)
368 {
369         free_cpumask_var(trial->cpus_allowed);
370         kfree(trial);
371 }
372
373 /*
374  * validate_change() - Used to validate that any proposed cpuset change
375  *                     follows the structural rules for cpusets.
376  *
377  * If we replaced the flag and mask values of the current cpuset
378  * (cur) with those values in the trial cpuset (trial), would
379  * our various subset and exclusive rules still be valid?  Presumes
380  * cgroup_mutex held.
381  *
382  * 'cur' is the address of an actual, in-use cpuset.  Operations
383  * such as list traversal that depend on the actual address of the
384  * cpuset in the list must use cur below, not trial.
385  *
386  * 'trial' is the address of bulk structure copy of cur, with
387  * perhaps one or more of the fields cpus_allowed, mems_allowed,
388  * or flags changed to new, trial values.
389  *
390  * Return 0 if valid, -errno if not.
391  */
392
393 static int validate_change(const struct cpuset *cur, const struct cpuset *trial)
394 {
395         struct cgroup *cont;
396         struct cpuset *c, *par;
397
398         /* Each of our child cpusets must be a subset of us */
399         list_for_each_entry(cont, &cur->css.cgroup->children, sibling) {
400                 if (!is_cpuset_subset(cgroup_cs(cont), trial))
401                         return -EBUSY;
402         }
403
404         /* Remaining checks don't apply to root cpuset */
405         if (cur == &top_cpuset)
406                 return 0;
407
408         par = cur->parent;
409
410         /* We must be a subset of our parent cpuset */
411         if (!is_cpuset_subset(trial, par))
412                 return -EACCES;
413
414         /*
415          * If either I or some sibling (!= me) is exclusive, we can't
416          * overlap
417          */
418         list_for_each_entry(cont, &par->css.cgroup->children, sibling) {
419                 c = cgroup_cs(cont);
420                 if ((is_cpu_exclusive(trial) || is_cpu_exclusive(c)) &&
421                     c != cur &&
422                     cpumask_intersects(trial->cpus_allowed, c->cpus_allowed))
423                         return -EINVAL;
424                 if ((is_mem_exclusive(trial) || is_mem_exclusive(c)) &&
425                     c != cur &&
426                     nodes_intersects(trial->mems_allowed, c->mems_allowed))
427                         return -EINVAL;
428         }
429
430         /* Cpusets with tasks can't have empty cpus_allowed or mems_allowed */
431         if (cgroup_task_count(cur->css.cgroup)) {
432                 if (cpumask_empty(trial->cpus_allowed) ||
433                     nodes_empty(trial->mems_allowed)) {
434                         return -ENOSPC;
435                 }
436         }
437
438         return 0;
439 }
440
441 #ifdef CONFIG_SMP
442 /*
443  * Helper routine for generate_sched_domains().
444  * Do cpusets a, b have overlapping cpus_allowed masks?
445  */
446 static int cpusets_overlap(struct cpuset *a, struct cpuset *b)
447 {
448         return cpumask_intersects(a->cpus_allowed, b->cpus_allowed);
449 }
450
451 static void
452 update_domain_attr(struct sched_domain_attr *dattr, struct cpuset *c)
453 {
454         if (dattr->relax_domain_level < c->relax_domain_level)
455                 dattr->relax_domain_level = c->relax_domain_level;
456         return;
457 }
458
459 static void
460 update_domain_attr_tree(struct sched_domain_attr *dattr, struct cpuset *c)
461 {
462         LIST_HEAD(q);
463
464         list_add(&c->stack_list, &q);
465         while (!list_empty(&q)) {
466                 struct cpuset *cp;
467                 struct cgroup *cont;
468                 struct cpuset *child;
469
470                 cp = list_first_entry(&q, struct cpuset, stack_list);
471                 list_del(q.next);
472
473                 if (cpumask_empty(cp->cpus_allowed))
474                         continue;
475
476                 if (is_sched_load_balance(cp))
477                         update_domain_attr(dattr, cp);
478
479                 list_for_each_entry(cont, &cp->css.cgroup->children, sibling) {
480                         child = cgroup_cs(cont);
481                         list_add_tail(&child->stack_list, &q);
482                 }
483         }
484 }
485
486 /*
487  * generate_sched_domains()
488  *
489  * This function builds a partial partition of the systems CPUs
490  * A 'partial partition' is a set of non-overlapping subsets whose
491  * union is a subset of that set.
492  * The output of this function needs to be passed to kernel/sched.c
493  * partition_sched_domains() routine, which will rebuild the scheduler's
494  * load balancing domains (sched domains) as specified by that partial
495  * partition.
496  *
497  * See "What is sched_load_balance" in Documentation/cgroups/cpusets.txt
498  * for a background explanation of this.
499  *
500  * Does not return errors, on the theory that the callers of this
501  * routine would rather not worry about failures to rebuild sched
502  * domains when operating in the severe memory shortage situations
503  * that could cause allocation failures below.
504  *
505  * Must be called with cgroup_lock held.
506  *
507  * The three key local variables below are:
508  *    q  - a linked-list queue of cpuset pointers, used to implement a
509  *         top-down scan of all cpusets.  This scan loads a pointer
510  *         to each cpuset marked is_sched_load_balance into the
511  *         array 'csa'.  For our purposes, rebuilding the schedulers
512  *         sched domains, we can ignore !is_sched_load_balance cpusets.
513  *  csa  - (for CpuSet Array) Array of pointers to all the cpusets
514  *         that need to be load balanced, for convenient iterative
515  *         access by the subsequent code that finds the best partition,
516  *         i.e the set of domains (subsets) of CPUs such that the
517  *         cpus_allowed of every cpuset marked is_sched_load_balance
518  *         is a subset of one of these domains, while there are as
519  *         many such domains as possible, each as small as possible.
520  * doms  - Conversion of 'csa' to an array of cpumasks, for passing to
521  *         the kernel/sched.c routine partition_sched_domains() in a
522  *         convenient format, that can be easily compared to the prior
523  *         value to determine what partition elements (sched domains)
524  *         were changed (added or removed.)
525  *
526  * Finding the best partition (set of domains):
527  *      The triple nested loops below over i, j, k scan over the
528  *      load balanced cpusets (using the array of cpuset pointers in
529  *      csa[]) looking for pairs of cpusets that have overlapping
530  *      cpus_allowed, but which don't have the same 'pn' partition
531  *      number and gives them in the same partition number.  It keeps
532  *      looping on the 'restart' label until it can no longer find
533  *      any such pairs.
534  *
535  *      The union of the cpus_allowed masks from the set of
536  *      all cpusets having the same 'pn' value then form the one
537  *      element of the partition (one sched domain) to be passed to
538  *      partition_sched_domains().
539  */
540 static int generate_sched_domains(cpumask_var_t **domains,
541                         struct sched_domain_attr **attributes)
542 {
543         LIST_HEAD(q);           /* queue of cpusets to be scanned */
544         struct cpuset *cp;      /* scans q */
545         struct cpuset **csa;    /* array of all cpuset ptrs */
546         int csn;                /* how many cpuset ptrs in csa so far */
547         int i, j, k;            /* indices for partition finding loops */
548         cpumask_var_t *doms;    /* resulting partition; i.e. sched domains */
549         struct sched_domain_attr *dattr;  /* attributes for custom domains */
550         int ndoms = 0;          /* number of sched domains in result */
551         int nslot;              /* next empty doms[] struct cpumask slot */
552
553         doms = NULL;
554         dattr = NULL;
555         csa = NULL;
556
557         /* Special case for the 99% of systems with one, full, sched domain */
558         if (is_sched_load_balance(&top_cpuset)) {
559                 ndoms = 1;
560                 doms = alloc_sched_domains(ndoms);
561                 if (!doms)
562                         goto done;
563
564                 dattr = kmalloc(sizeof(struct sched_domain_attr), GFP_KERNEL);
565                 if (dattr) {
566                         *dattr = SD_ATTR_INIT;
567                         update_domain_attr_tree(dattr, &top_cpuset);
568                 }
569                 cpumask_copy(doms[0], top_cpuset.cpus_allowed);
570
571                 goto done;
572         }
573
574         csa = kmalloc(number_of_cpusets * sizeof(cp), GFP_KERNEL);
575         if (!csa)
576                 goto done;
577         csn = 0;
578
579         list_add(&top_cpuset.stack_list, &q);
580         while (!list_empty(&q)) {
581                 struct cgroup *cont;
582                 struct cpuset *child;   /* scans child cpusets of cp */
583
584                 cp = list_first_entry(&q, struct cpuset, stack_list);
585                 list_del(q.next);
586
587                 if (cpumask_empty(cp->cpus_allowed))
588                         continue;
589
590                 /*
591                  * All child cpusets contain a subset of the parent's cpus, so
592                  * just skip them, and then we call update_domain_attr_tree()
593                  * to calc relax_domain_level of the corresponding sched
594                  * domain.
595                  */
596                 if (is_sched_load_balance(cp)) {
597                         csa[csn++] = cp;
598                         continue;
599                 }
600
601                 list_for_each_entry(cont, &cp->css.cgroup->children, sibling) {
602                         child = cgroup_cs(cont);
603                         list_add_tail(&child->stack_list, &q);
604                 }
605         }
606
607         for (i = 0; i < csn; i++)
608                 csa[i]->pn = i;
609         ndoms = csn;
610
611 restart:
612         /* Find the best partition (set of sched domains) */
613         for (i = 0; i < csn; i++) {
614                 struct cpuset *a = csa[i];
615                 int apn = a->pn;
616
617                 for (j = 0; j < csn; j++) {
618                         struct cpuset *b = csa[j];
619                         int bpn = b->pn;
620
621                         if (apn != bpn && cpusets_overlap(a, b)) {
622                                 for (k = 0; k < csn; k++) {
623                                         struct cpuset *c = csa[k];
624
625                                         if (c->pn == bpn)
626                                                 c->pn = apn;
627                                 }
628                                 ndoms--;        /* one less element */
629                                 goto restart;
630                         }
631                 }
632         }
633
634         /*
635          * Now we know how many domains to create.
636          * Convert <csn, csa> to <ndoms, doms> and populate cpu masks.
637          */
638         doms = alloc_sched_domains(ndoms);
639         if (!doms)
640                 goto done;
641
642         /*
643          * The rest of the code, including the scheduler, can deal with
644          * dattr==NULL case. No need to abort if alloc fails.
645          */
646         dattr = kmalloc(ndoms * sizeof(struct sched_domain_attr), GFP_KERNEL);
647
648         for (nslot = 0, i = 0; i < csn; i++) {
649                 struct cpuset *a = csa[i];
650                 struct cpumask *dp;
651                 int apn = a->pn;
652
653                 if (apn < 0) {
654                         /* Skip completed partitions */
655                         continue;
656                 }
657
658                 dp = doms[nslot];
659
660                 if (nslot == ndoms) {
661                         static int warnings = 10;
662                         if (warnings) {
663                                 printk(KERN_WARNING
664                                  "rebuild_sched_domains confused:"
665                                   " nslot %d, ndoms %d, csn %d, i %d,"
666                                   " apn %d\n",
667                                   nslot, ndoms, csn, i, apn);
668                                 warnings--;
669                         }
670                         continue;
671                 }
672
673                 cpumask_clear(dp);
674                 if (dattr)
675                         *(dattr + nslot) = SD_ATTR_INIT;
676                 for (j = i; j < csn; j++) {
677                         struct cpuset *b = csa[j];
678
679                         if (apn == b->pn) {
680                                 cpumask_or(dp, dp, b->cpus_allowed);
681                                 if (dattr)
682                                         update_domain_attr_tree(dattr + nslot, b);
683
684                                 /* Done with this partition */
685                                 b->pn = -1;
686                         }
687                 }
688                 nslot++;
689         }
690         BUG_ON(nslot != ndoms);
691
692 done:
693         kfree(csa);
694
695         /*
696          * Fallback to the default domain if kmalloc() failed.
697          * See comments in partition_sched_domains().
698          */
699         if (doms == NULL)
700                 ndoms = 1;
701
702         *domains    = doms;
703         *attributes = dattr;
704         return ndoms;
705 }
706
707 /*
708  * Rebuild scheduler domains.
709  *
710  * Call with neither cgroup_mutex held nor within get_online_cpus().
711  * Takes both cgroup_mutex and get_online_cpus().
712  *
713  * Cannot be directly called from cpuset code handling changes
714  * to the cpuset pseudo-filesystem, because it cannot be called
715  * from code that already holds cgroup_mutex.
716  */
717 static void do_rebuild_sched_domains(struct work_struct *unused)
718 {
719         struct sched_domain_attr *attr;
720         cpumask_var_t *doms;
721         int ndoms;
722
723         get_online_cpus();
724
725         /* Generate domain masks and attrs */
726         cgroup_lock();
727         ndoms = generate_sched_domains(&doms, &attr);
728         cgroup_unlock();
729
730         /* Have scheduler rebuild the domains */
731         partition_sched_domains(ndoms, doms, attr);
732
733         put_online_cpus();
734 }
735 #else /* !CONFIG_SMP */
736 static void do_rebuild_sched_domains(struct work_struct *unused)
737 {
738 }
739
740 static int generate_sched_domains(struct cpumask **domains,
741                         struct sched_domain_attr **attributes)
742 {
743         *domains = NULL;
744         return 1;
745 }
746 #endif /* CONFIG_SMP */
747
748 static DECLARE_WORK(rebuild_sched_domains_work, do_rebuild_sched_domains);
749
750 /*
751  * Rebuild scheduler domains, asynchronously via workqueue.
752  *
753  * If the flag 'sched_load_balance' of any cpuset with non-empty
754  * 'cpus' changes, or if the 'cpus' allowed changes in any cpuset
755  * which has that flag enabled, or if any cpuset with a non-empty
756  * 'cpus' is removed, then call this routine to rebuild the
757  * scheduler's dynamic sched domains.
758  *
759  * The rebuild_sched_domains() and partition_sched_domains()
760  * routines must nest cgroup_lock() inside get_online_cpus(),
761  * but such cpuset changes as these must nest that locking the
762  * other way, holding cgroup_lock() for much of the code.
763  *
764  * So in order to avoid an ABBA deadlock, the cpuset code handling
765  * these user changes delegates the actual sched domain rebuilding
766  * to a separate workqueue thread, which ends up processing the
767  * above do_rebuild_sched_domains() function.
768  */
769 static void async_rebuild_sched_domains(void)
770 {
771         queue_work(cpuset_wq, &rebuild_sched_domains_work);
772 }
773
774 /*
775  * Accomplishes the same scheduler domain rebuild as the above
776  * async_rebuild_sched_domains(), however it directly calls the
777  * rebuild routine synchronously rather than calling it via an
778  * asynchronous work thread.
779  *
780  * This can only be called from code that is not holding
781  * cgroup_mutex (not nested in a cgroup_lock() call.)
782  */
783 void rebuild_sched_domains(void)
784 {
785         do_rebuild_sched_domains(NULL);
786 }
787
788 /**
789  * cpuset_test_cpumask - test a task's cpus_allowed versus its cpuset's
790  * @tsk: task to test
791  * @scan: struct cgroup_scanner contained in its struct cpuset_hotplug_scanner
792  *
793  * Call with cgroup_mutex held.  May take callback_mutex during call.
794  * Called for each task in a cgroup by cgroup_scan_tasks().
795  * Return nonzero if this tasks's cpus_allowed mask should be changed (in other
796  * words, if its mask is not equal to its cpuset's mask).
797  */
798 static int cpuset_test_cpumask(struct task_struct *tsk,
799                                struct cgroup_scanner *scan)
800 {
801         return !cpumask_equal(&tsk->cpus_allowed,
802                         (cgroup_cs(scan->cg))->cpus_allowed);
803 }
804
805 /**
806  * cpuset_change_cpumask - make a task's cpus_allowed the same as its cpuset's
807  * @tsk: task to test
808  * @scan: struct cgroup_scanner containing the cgroup of the task
809  *
810  * Called by cgroup_scan_tasks() for each task in a cgroup whose
811  * cpus_allowed mask needs to be changed.
812  *
813  * We don't need to re-check for the cgroup/cpuset membership, since we're
814  * holding cgroup_lock() at this point.
815  */
816 static void cpuset_change_cpumask(struct task_struct *tsk,
817                                   struct cgroup_scanner *scan)
818 {
819         set_cpus_allowed_ptr(tsk, ((cgroup_cs(scan->cg))->cpus_allowed));
820 }
821
822 /**
823  * update_tasks_cpumask - Update the cpumasks of tasks in the cpuset.
824  * @cs: the cpuset in which each task's cpus_allowed mask needs to be changed
825  * @heap: if NULL, defer allocating heap memory to cgroup_scan_tasks()
826  *
827  * Called with cgroup_mutex held
828  *
829  * The cgroup_scan_tasks() function will scan all the tasks in a cgroup,
830  * calling callback functions for each.
831  *
832  * No return value. It's guaranteed that cgroup_scan_tasks() always returns 0
833  * if @heap != NULL.
834  */
835 static void update_tasks_cpumask(struct cpuset *cs, struct ptr_heap *heap)
836 {
837         struct cgroup_scanner scan;
838
839         scan.cg = cs->css.cgroup;
840         scan.test_task = cpuset_test_cpumask;
841         scan.process_task = cpuset_change_cpumask;
842         scan.heap = heap;
843         cgroup_scan_tasks(&scan);
844 }
845
846 /**
847  * update_cpumask - update the cpus_allowed mask of a cpuset and all tasks in it
848  * @cs: the cpuset to consider
849  * @buf: buffer of cpu numbers written to this cpuset
850  */
851 static int update_cpumask(struct cpuset *cs, struct cpuset *trialcs,
852                           const char *buf)
853 {
854         struct ptr_heap heap;
855         int retval;
856         int is_load_balanced;
857
858         /* top_cpuset.cpus_allowed tracks cpu_online_map; it's read-only */
859         if (cs == &top_cpuset)
860                 return -EACCES;
861
862         /*
863          * An empty cpus_allowed is ok only if the cpuset has no tasks.
864          * Since cpulist_parse() fails on an empty mask, we special case
865          * that parsing.  The validate_change() call ensures that cpusets
866          * with tasks have cpus.
867          */
868         if (!*buf) {
869                 cpumask_clear(trialcs->cpus_allowed);
870         } else {
871                 retval = cpulist_parse(buf, trialcs->cpus_allowed);
872                 if (retval < 0)
873                         return retval;
874
875                 if (!cpumask_subset(trialcs->cpus_allowed, cpu_online_mask))
876                         return -EINVAL;
877         }
878         retval = validate_change(cs, trialcs);
879         if (retval < 0)
880                 return retval;
881
882         /* Nothing to do if the cpus didn't change */
883         if (cpumask_equal(cs->cpus_allowed, trialcs->cpus_allowed))
884                 return 0;
885
886         retval = heap_init(&heap, PAGE_SIZE, GFP_KERNEL, NULL);
887         if (retval)
888                 return retval;
889
890         is_load_balanced = is_sched_load_balance(trialcs);
891
892         mutex_lock(&callback_mutex);
893         cpumask_copy(cs->cpus_allowed, trialcs->cpus_allowed);
894         mutex_unlock(&callback_mutex);
895
896         /*
897          * Scan tasks in the cpuset, and update the cpumasks of any
898          * that need an update.
899          */
900         update_tasks_cpumask(cs, &heap);
901
902         heap_free(&heap);
903
904         if (is_load_balanced)
905                 async_rebuild_sched_domains();
906         return 0;
907 }
908
909 /*
910  * cpuset_migrate_mm
911  *
912  *    Migrate memory region from one set of nodes to another.
913  *
914  *    Temporarilly set tasks mems_allowed to target nodes of migration,
915  *    so that the migration code can allocate pages on these nodes.
916  *
917  *    Call holding cgroup_mutex, so current's cpuset won't change
918  *    during this call, as manage_mutex holds off any cpuset_attach()
919  *    calls.  Therefore we don't need to take task_lock around the
920  *    call to guarantee_online_mems(), as we know no one is changing
921  *    our task's cpuset.
922  *
923  *    Hold callback_mutex around the two modifications of our tasks
924  *    mems_allowed to synchronize with cpuset_mems_allowed().
925  *
926  *    While the mm_struct we are migrating is typically from some
927  *    other task, the task_struct mems_allowed that we are hacking
928  *    is for our current task, which must allocate new pages for that
929  *    migrating memory region.
930  */
931
932 static void cpuset_migrate_mm(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
933                                                         const nodemask_t *to)
934 {
935         struct task_struct *tsk = current;
936
937         tsk->mems_allowed = *to;
938
939         do_migrate_pages(mm, from, to, MPOL_MF_MOVE_ALL);
940
941         guarantee_online_mems(task_cs(tsk),&tsk->mems_allowed);
942 }
943
944 /*
945  * cpuset_change_task_nodemask - change task's mems_allowed and mempolicy
946  * @tsk: the task to change
947  * @newmems: new nodes that the task will be set
948  *
949  * In order to avoid seeing no nodes if the old and new nodes are disjoint,
950  * we structure updates as setting all new allowed nodes, then clearing newly
951  * disallowed ones.
952  *
953  * Called with task's alloc_lock held
954  */
955 static void cpuset_change_task_nodemask(struct task_struct *tsk,
956                                         nodemask_t *newmems)
957 {
958         nodes_or(tsk->mems_allowed, tsk->mems_allowed, *newmems);
959         mpol_rebind_task(tsk, &tsk->mems_allowed);
960         mpol_rebind_task(tsk, newmems);
961         tsk->mems_allowed = *newmems;
962 }
963
964 /*
965  * Update task's mems_allowed and rebind its mempolicy and vmas' mempolicy
966  * of it to cpuset's new mems_allowed, and migrate pages to new nodes if
967  * memory_migrate flag is set. Called with cgroup_mutex held.
968  */
969 static void cpuset_change_nodemask(struct task_struct *p,
970                                    struct cgroup_scanner *scan)
971 {
972         struct mm_struct *mm;
973         struct cpuset *cs;
974         int migrate;
975         const nodemask_t *oldmem = scan->data;
976         nodemask_t newmems;
977
978         cs = cgroup_cs(scan->cg);
979         guarantee_online_mems(cs, &newmems);
980
981         task_lock(p);
982         cpuset_change_task_nodemask(p, &newmems);
983         task_unlock(p);
984
985         mm = get_task_mm(p);
986         if (!mm)
987                 return;
988
989         migrate = is_memory_migrate(cs);
990
991         mpol_rebind_mm(mm, &cs->mems_allowed);
992         if (migrate)
993                 cpuset_migrate_mm(mm, oldmem, &cs->mems_allowed);
994         mmput(mm);
995 }
996
997 static void *cpuset_being_rebound;
998
999 /**
1000  * update_tasks_nodemask - Update the nodemasks of tasks in the cpuset.
1001  * @cs: the cpuset in which each task's mems_allowed mask needs to be changed
1002  * @oldmem: old mems_allowed of cpuset cs
1003  * @heap: if NULL, defer allocating heap memory to cgroup_scan_tasks()
1004  *
1005  * Called with cgroup_mutex held
1006  * No return value. It's guaranteed that cgroup_scan_tasks() always returns 0
1007  * if @heap != NULL.
1008  */
1009 static void update_tasks_nodemask(struct cpuset *cs, const nodemask_t *oldmem,
1010                                  struct ptr_heap *heap)
1011 {
1012         struct cgroup_scanner scan;
1013
1014         cpuset_being_rebound = cs;              /* causes mpol_dup() rebind */
1015
1016         scan.cg = cs->css.cgroup;
1017         scan.test_task = NULL;
1018         scan.process_task = cpuset_change_nodemask;
1019         scan.heap = heap;
1020         scan.data = (nodemask_t *)oldmem;
1021
1022         /*
1023          * The mpol_rebind_mm() call takes mmap_sem, which we couldn't
1024          * take while holding tasklist_lock.  Forks can happen - the
1025          * mpol_dup() cpuset_being_rebound check will catch such forks,
1026          * and rebind their vma mempolicies too.  Because we still hold
1027          * the global cgroup_mutex, we know that no other rebind effort
1028          * will be contending for the global variable cpuset_being_rebound.
1029          * It's ok if we rebind the same mm twice; mpol_rebind_mm()
1030          * is idempotent.  Also migrate pages in each mm to new nodes.
1031          */
1032         cgroup_scan_tasks(&scan);
1033
1034         /* We're done rebinding vmas to this cpuset's new mems_allowed. */
1035         cpuset_being_rebound = NULL;
1036 }
1037
1038 /*
1039  * Handle user request to change the 'mems' memory placement
1040  * of a cpuset.  Needs to validate the request, update the
1041  * cpusets mems_allowed, and for each task in the cpuset,
1042  * update mems_allowed and rebind task's mempolicy and any vma
1043  * mempolicies and if the cpuset is marked 'memory_migrate',
1044  * migrate the tasks pages to the new memory.
1045  *
1046  * Call with cgroup_mutex held.  May take callback_mutex during call.
1047  * Will take tasklist_lock, scan tasklist for tasks in cpuset cs,
1048  * lock each such tasks mm->mmap_sem, scan its vma's and rebind
1049  * their mempolicies to the cpusets new mems_allowed.
1050  */
1051 static int update_nodemask(struct cpuset *cs, struct cpuset *trialcs,
1052                            const char *buf)
1053 {
1054         nodemask_t oldmem;
1055         int retval;
1056         struct ptr_heap heap;
1057
1058         /*
1059          * top_cpuset.mems_allowed tracks node_stats[N_HIGH_MEMORY];
1060          * it's read-only
1061          */
1062         if (cs == &top_cpuset)
1063                 return -EACCES;
1064
1065         /*
1066          * An empty mems_allowed is ok iff there are no tasks in the cpuset.
1067          * Since nodelist_parse() fails on an empty mask, we special case
1068          * that parsing.  The validate_change() call ensures that cpusets
1069          * with tasks have memory.
1070          */
1071         if (!*buf) {
1072                 nodes_clear(trialcs->mems_allowed);
1073         } else {
1074                 retval = nodelist_parse(buf, trialcs->mems_allowed);
1075                 if (retval < 0)
1076                         goto done;
1077
1078                 if (!nodes_subset(trialcs->mems_allowed,
1079                                 node_states[N_HIGH_MEMORY]))
1080                         return -EINVAL;
1081         }
1082         oldmem = cs->mems_allowed;
1083         if (nodes_equal(oldmem, trialcs->mems_allowed)) {
1084                 retval = 0;             /* Too easy - nothing to do */
1085                 goto done;
1086         }
1087         retval = validate_change(cs, trialcs);
1088         if (retval < 0)
1089                 goto done;
1090
1091         retval = heap_init(&heap, PAGE_SIZE, GFP_KERNEL, NULL);
1092         if (retval < 0)
1093                 goto done;
1094
1095         mutex_lock(&callback_mutex);
1096         cs->mems_allowed = trialcs->mems_allowed;
1097         mutex_unlock(&callback_mutex);
1098
1099         update_tasks_nodemask(cs, &oldmem, &heap);
1100
1101         heap_free(&heap);
1102 done:
1103         return retval;
1104 }
1105
1106 int current_cpuset_is_being_rebound(void)
1107 {
1108         return task_cs(current) == cpuset_being_rebound;
1109 }
1110
1111 static int update_relax_domain_level(struct cpuset *cs, s64 val)
1112 {
1113 #ifdef CONFIG_SMP
1114         if (val < -1 || val >= SD_LV_MAX)
1115                 return -EINVAL;
1116 #endif
1117
1118         if (val != cs->relax_domain_level) {
1119                 cs->relax_domain_level = val;
1120                 if (!cpumask_empty(cs->cpus_allowed) &&
1121                     is_sched_load_balance(cs))
1122                         async_rebuild_sched_domains();
1123         }
1124
1125         return 0;
1126 }
1127
1128 /*
1129  * cpuset_change_flag - make a task's spread flags the same as its cpuset's
1130  * @tsk: task to be updated
1131  * @scan: struct cgroup_scanner containing the cgroup of the task
1132  *
1133  * Called by cgroup_scan_tasks() for each task in a cgroup.
1134  *
1135  * We don't need to re-check for the cgroup/cpuset membership, since we're
1136  * holding cgroup_lock() at this point.
1137  */
1138 static void cpuset_change_flag(struct task_struct *tsk,
1139                                 struct cgroup_scanner *scan)
1140 {
1141         cpuset_update_task_spread_flag(cgroup_cs(scan->cg), tsk);
1142 }
1143
1144 /*
1145  * update_tasks_flags - update the spread flags of tasks in the cpuset.
1146  * @cs: the cpuset in which each task's spread flags needs to be changed
1147  * @heap: if NULL, defer allocating heap memory to cgroup_scan_tasks()
1148  *
1149  * Called with cgroup_mutex held
1150  *
1151  * The cgroup_scan_tasks() function will scan all the tasks in a cgroup,
1152  * calling callback functions for each.
1153  *
1154  * No return value. It's guaranteed that cgroup_scan_tasks() always returns 0
1155  * if @heap != NULL.
1156  */
1157 static void update_tasks_flags(struct cpuset *cs, struct ptr_heap *heap)
1158 {
1159         struct cgroup_scanner scan;
1160
1161         scan.cg = cs->css.cgroup;
1162         scan.test_task = NULL;
1163         scan.process_task = cpuset_change_flag;
1164         scan.heap = heap;
1165         cgroup_scan_tasks(&scan);
1166 }
1167
1168 /*
1169  * update_flag - read a 0 or a 1 in a file and update associated flag
1170  * bit:         the bit to update (see cpuset_flagbits_t)
1171  * cs:          the cpuset to update
1172  * turning_on:  whether the flag is being set or cleared
1173  *
1174  * Call with cgroup_mutex held.
1175  */
1176
1177 static int update_flag(cpuset_flagbits_t bit, struct cpuset *cs,
1178                        int turning_on)
1179 {
1180         struct cpuset *trialcs;
1181         int balance_flag_changed;
1182         int spread_flag_changed;
1183         struct ptr_heap heap;
1184         int err;
1185
1186         trialcs = alloc_trial_cpuset(cs);
1187         if (!trialcs)
1188                 return -ENOMEM;
1189
1190         if (turning_on)
1191                 set_bit(bit, &trialcs->flags);
1192         else
1193                 clear_bit(bit, &trialcs->flags);
1194
1195         err = validate_change(cs, trialcs);
1196         if (err < 0)
1197                 goto out;
1198
1199         err = heap_init(&heap, PAGE_SIZE, GFP_KERNEL, NULL);
1200         if (err < 0)
1201                 goto out;
1202
1203         balance_flag_changed = (is_sched_load_balance(cs) !=
1204                                 is_sched_load_balance(trialcs));
1205
1206         spread_flag_changed = ((is_spread_slab(cs) != is_spread_slab(trialcs))
1207                         || (is_spread_page(cs) != is_spread_page(trialcs)));
1208
1209         mutex_lock(&callback_mutex);
1210         cs->flags = trialcs->flags;
1211         mutex_unlock(&callback_mutex);
1212
1213         if (!cpumask_empty(trialcs->cpus_allowed) && balance_flag_changed)
1214                 async_rebuild_sched_domains();
1215
1216         if (spread_flag_changed)
1217                 update_tasks_flags(cs, &heap);
1218         heap_free(&heap);
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, struct cgroup *cont,
1327                              struct task_struct *tsk, bool threadgroup)
1328 {
1329         int ret;
1330         struct cpuset *cs = cgroup_cs(cont);
1331
1332         if (cpumask_empty(cs->cpus_allowed) || nodes_empty(cs->mems_allowed))
1333                 return -ENOSPC;
1334
1335         /*
1336          * Kthreads bound to specific cpus cannot be moved to a new cpuset; we
1337          * cannot change their cpu affinity and isolating such threads by their
1338          * set of allowed nodes is unnecessary.  Thus, cpusets are not
1339          * applicable for such threads.  This prevents checking for success of
1340          * set_cpus_allowed_ptr() on all attached tasks before cpus_allowed may
1341          * be changed.
1342          */
1343         if (tsk->flags & PF_THREAD_BOUND)
1344                 return -EINVAL;
1345
1346         ret = security_task_setscheduler(tsk, 0, NULL);
1347         if (ret)
1348                 return ret;
1349         if (threadgroup) {
1350                 struct task_struct *c;
1351
1352                 rcu_read_lock();
1353                 list_for_each_entry_rcu(c, &tsk->thread_group, thread_group) {
1354                         ret = security_task_setscheduler(c, 0, NULL);
1355                         if (ret) {
1356                                 rcu_read_unlock();
1357                                 return ret;
1358                         }
1359                 }
1360                 rcu_read_unlock();
1361         }
1362         return 0;
1363 }
1364
1365 static void cpuset_attach_task(struct task_struct *tsk, nodemask_t *to,
1366                                struct cpuset *cs)
1367 {
1368         int err;
1369         /*
1370          * can_attach beforehand should guarantee that this doesn't fail.
1371          * TODO: have a better way to handle failure here
1372          */
1373         err = set_cpus_allowed_ptr(tsk, cpus_attach);
1374         WARN_ON_ONCE(err);
1375
1376         task_lock(tsk);
1377         cpuset_change_task_nodemask(tsk, to);
1378         task_unlock(tsk);
1379         cpuset_update_task_spread_flag(cs, tsk);
1380
1381 }
1382
1383 static void cpuset_attach(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cont,
1384                           struct cgroup *oldcont, struct task_struct *tsk,
1385                           bool threadgroup)
1386 {
1387         nodemask_t from, to;
1388         struct mm_struct *mm;
1389         struct cpuset *cs = cgroup_cs(cont);
1390         struct cpuset *oldcs = cgroup_cs(oldcont);
1391
1392         if (cs == &top_cpuset) {
1393                 cpumask_copy(cpus_attach, cpu_possible_mask);
1394                 to = node_possible_map;
1395         } else {
1396                 guarantee_online_cpus(cs, cpus_attach);
1397                 guarantee_online_mems(cs, &to);
1398         }
1399
1400         /* do per-task migration stuff possibly for each in the threadgroup */
1401         cpuset_attach_task(tsk, &to, cs);
1402         if (threadgroup) {
1403                 struct task_struct *c;
1404                 rcu_read_lock();
1405                 list_for_each_entry_rcu(c, &tsk->thread_group, thread_group) {
1406                         cpuset_attach_task(c, &to, cs);
1407                 }
1408                 rcu_read_unlock();
1409         }
1410
1411         /* change mm; only needs to be done once even if threadgroup */
1412         from = oldcs->mems_allowed;
1413         to = cs->mems_allowed;
1414         mm = get_task_mm(tsk);
1415         if (mm) {
1416                 mpol_rebind_mm(mm, &to);
1417                 if (is_memory_migrate(cs))
1418                         cpuset_migrate_mm(mm, &from, &to);
1419                 mmput(mm);
1420         }
1421 }
1422
1423 /* The various types of files and directories in a cpuset file system */
1424
1425 typedef enum {
1426         FILE_MEMORY_MIGRATE,
1427         FILE_CPULIST,
1428         FILE_MEMLIST,
1429         FILE_CPU_EXCLUSIVE,
1430         FILE_MEM_EXCLUSIVE,
1431         FILE_MEM_HARDWALL,
1432         FILE_SCHED_LOAD_BALANCE,
1433         FILE_SCHED_RELAX_DOMAIN_LEVEL,
1434         FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED,
1435         FILE_MEMORY_PRESSURE,
1436         FILE_SPREAD_PAGE,
1437         FILE_SPREAD_SLAB,
1438 } cpuset_filetype_t;
1439
1440 static int cpuset_write_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft, u64 val)
1441 {
1442         int retval = 0;
1443         struct cpuset *cs = cgroup_cs(cgrp);
1444         cpuset_filetype_t type = cft->private;
1445
1446         if (!cgroup_lock_live_group(cgrp))
1447                 return -ENODEV;
1448
1449         switch (type) {
1450         case FILE_CPU_EXCLUSIVE:
1451                 retval = update_flag(CS_CPU_EXCLUSIVE, cs, val);
1452                 break;
1453         case FILE_MEM_EXCLUSIVE:
1454                 retval = update_flag(CS_MEM_EXCLUSIVE, cs, val);
1455                 break;
1456         case FILE_MEM_HARDWALL:
1457                 retval = update_flag(CS_MEM_HARDWALL, cs, val);
1458                 break;
1459         case FILE_SCHED_LOAD_BALANCE:
1460                 retval = update_flag(CS_SCHED_LOAD_BALANCE, cs, val);
1461                 break;
1462         case FILE_MEMORY_MIGRATE:
1463                 retval = update_flag(CS_MEMORY_MIGRATE, cs, val);
1464                 break;
1465         case FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED:
1466                 cpuset_memory_pressure_enabled = !!val;
1467                 break;
1468         case FILE_MEMORY_PRESSURE:
1469                 retval = -EACCES;
1470                 break;
1471         case FILE_SPREAD_PAGE:
1472                 retval = update_flag(CS_SPREAD_PAGE, cs, val);
1473                 break;
1474         case FILE_SPREAD_SLAB:
1475                 retval = update_flag(CS_SPREAD_SLAB, cs, val);
1476                 break;
1477         default:
1478                 retval = -EINVAL;
1479                 break;
1480         }
1481         cgroup_unlock();
1482         return retval;
1483 }
1484
1485 static int cpuset_write_s64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft, s64 val)
1486 {
1487         int retval = 0;
1488         struct cpuset *cs = cgroup_cs(cgrp);
1489         cpuset_filetype_t type = cft->private;
1490
1491         if (!cgroup_lock_live_group(cgrp))
1492                 return -ENODEV;
1493
1494         switch (type) {
1495         case FILE_SCHED_RELAX_DOMAIN_LEVEL:
1496                 retval = update_relax_domain_level(cs, val);
1497                 break;
1498         default:
1499                 retval = -EINVAL;
1500                 break;
1501         }
1502         cgroup_unlock();
1503         return retval;
1504 }
1505
1506 /*
1507  * Common handling for a write to a "cpus" or "mems" file.
1508  */
1509 static int cpuset_write_resmask(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
1510                                 const char *buf)
1511 {
1512         int retval = 0;
1513         struct cpuset *cs = cgroup_cs(cgrp);
1514         struct cpuset *trialcs;
1515
1516         if (!cgroup_lock_live_group(cgrp))
1517                 return -ENODEV;
1518
1519         trialcs = alloc_trial_cpuset(cs);
1520         if (!trialcs)
1521                 return -ENOMEM;
1522
1523         switch (cft->private) {
1524         case FILE_CPULIST:
1525                 retval = update_cpumask(cs, trialcs, buf);
1526                 break;
1527         case FILE_MEMLIST:
1528                 retval = update_nodemask(cs, trialcs, buf);
1529                 break;
1530         default:
1531                 retval = -EINVAL;
1532                 break;
1533         }
1534
1535         free_trial_cpuset(trialcs);
1536         cgroup_unlock();
1537         return retval;
1538 }
1539
1540 /*
1541  * These ascii lists should be read in a single call, by using a user
1542  * buffer large enough to hold the entire map.  If read in smaller
1543  * chunks, there is no guarantee of atomicity.  Since the display format
1544  * used, list of ranges of sequential numbers, is variable length,
1545  * and since these maps can change value dynamically, one could read
1546  * gibberish by doing partial reads while a list was changing.
1547  * A single large read to a buffer that crosses a page boundary is
1548  * ok, because the result being copied to user land is not recomputed
1549  * across a page fault.
1550  */
1551
1552 static int cpuset_sprintf_cpulist(char *page, struct cpuset *cs)
1553 {
1554         int ret;
1555
1556         mutex_lock(&callback_mutex);
1557         ret = cpulist_scnprintf(page, PAGE_SIZE, cs->cpus_allowed);
1558         mutex_unlock(&callback_mutex);
1559
1560         return ret;
1561 }
1562
1563 static int cpuset_sprintf_memlist(char *page, struct cpuset *cs)
1564 {
1565         nodemask_t mask;
1566
1567         mutex_lock(&callback_mutex);
1568         mask = cs->mems_allowed;
1569         mutex_unlock(&callback_mutex);
1570
1571         return nodelist_scnprintf(page, PAGE_SIZE, mask);
1572 }
1573
1574 static ssize_t cpuset_common_file_read(struct cgroup *cont,
1575                                        struct cftype *cft,
1576                                        struct file *file,
1577                                        char __user *buf,
1578                                        size_t nbytes, loff_t *ppos)
1579 {
1580         struct cpuset *cs = cgroup_cs(cont);
1581         cpuset_filetype_t type = cft->private;
1582         char *page;
1583         ssize_t retval = 0;
1584         char *s;
1585
1586         if (!(page = (char *)__get_free_page(GFP_TEMPORARY)))
1587                 return -ENOMEM;
1588
1589         s = page;
1590
1591         switch (type) {
1592         case FILE_CPULIST:
1593                 s += cpuset_sprintf_cpulist(s, cs);
1594                 break;
1595         case FILE_MEMLIST:
1596                 s += cpuset_sprintf_memlist(s, cs);
1597                 break;
1598         default:
1599                 retval = -EINVAL;
1600                 goto out;
1601         }
1602         *s++ = '\n';
1603
1604         retval = simple_read_from_buffer(buf, nbytes, ppos, page, s - page);
1605 out:
1606         free_page((unsigned long)page);
1607         return retval;
1608 }
1609
1610 static u64 cpuset_read_u64(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
1611 {
1612         struct cpuset *cs = cgroup_cs(cont);
1613         cpuset_filetype_t type = cft->private;
1614         switch (type) {
1615         case FILE_CPU_EXCLUSIVE:
1616                 return is_cpu_exclusive(cs);
1617         case FILE_MEM_EXCLUSIVE:
1618                 return is_mem_exclusive(cs);
1619         case FILE_MEM_HARDWALL:
1620                 return is_mem_hardwall(cs);
1621         case FILE_SCHED_LOAD_BALANCE:
1622                 return is_sched_load_balance(cs);
1623         case FILE_MEMORY_MIGRATE:
1624                 return is_memory_migrate(cs);
1625         case FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED:
1626                 return cpuset_memory_pressure_enabled;
1627         case FILE_MEMORY_PRESSURE:
1628                 return fmeter_getrate(&cs->fmeter);
1629         case FILE_SPREAD_PAGE:
1630                 return is_spread_page(cs);
1631         case FILE_SPREAD_SLAB:
1632                 return is_spread_slab(cs);
1633         default:
1634                 BUG();
1635         }
1636
1637         /* Unreachable but makes gcc happy */
1638         return 0;
1639 }
1640
1641 static s64 cpuset_read_s64(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
1642 {
1643         struct cpuset *cs = cgroup_cs(cont);
1644         cpuset_filetype_t type = cft->private;
1645         switch (type) {
1646         case FILE_SCHED_RELAX_DOMAIN_LEVEL:
1647                 return cs->relax_domain_level;
1648         default:
1649                 BUG();
1650         }
1651
1652         /* Unrechable but makes gcc happy */
1653         return 0;
1654 }
1655
1656
1657 /*
1658  * for the common functions, 'private' gives the type of file
1659  */
1660
1661 static struct cftype files[] = {
1662         {
1663                 .name = "cpus",
1664                 .read = cpuset_common_file_read,
1665                 .write_string = cpuset_write_resmask,
1666                 .max_write_len = (100U + 6 * NR_CPUS),
1667                 .private = FILE_CPULIST,
1668         },
1669
1670         {
1671                 .name = "mems",
1672                 .read = cpuset_common_file_read,
1673                 .write_string = cpuset_write_resmask,
1674                 .max_write_len = (100U + 6 * MAX_NUMNODES),
1675                 .private = FILE_MEMLIST,
1676         },
1677
1678         {
1679                 .name = "cpu_exclusive",
1680                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1681                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1682                 .private = FILE_CPU_EXCLUSIVE,
1683         },
1684
1685         {
1686                 .name = "mem_exclusive",
1687                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1688                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1689                 .private = FILE_MEM_EXCLUSIVE,
1690         },
1691
1692         {
1693                 .name = "mem_hardwall",
1694                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1695                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1696                 .private = FILE_MEM_HARDWALL,
1697         },
1698
1699         {
1700                 .name = "sched_load_balance",
1701                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1702                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1703                 .private = FILE_SCHED_LOAD_BALANCE,
1704         },
1705
1706         {
1707                 .name = "sched_relax_domain_level",
1708                 .read_s64 = cpuset_read_s64,
1709                 .write_s64 = cpuset_write_s64,
1710                 .private = FILE_SCHED_RELAX_DOMAIN_LEVEL,
1711         },
1712
1713         {
1714                 .name = "memory_migrate",
1715                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1716                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1717                 .private = FILE_MEMORY_MIGRATE,
1718         },
1719
1720         {
1721                 .name = "memory_pressure",
1722                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1723                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1724                 .private = FILE_MEMORY_PRESSURE,
1725                 .mode = S_IRUGO,
1726         },
1727
1728         {
1729                 .name = "memory_spread_page",
1730                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1731                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1732                 .private = FILE_SPREAD_PAGE,
1733         },
1734
1735         {
1736                 .name = "memory_spread_slab",
1737                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1738                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1739                 .private = FILE_SPREAD_SLAB,
1740         },
1741 };
1742
1743 static struct cftype cft_memory_pressure_enabled = {
1744         .name = "memory_pressure_enabled",
1745         .read_u64 = cpuset_read_u64,
1746         .write_u64 = cpuset_write_u64,
1747         .private = FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED,
1748 };
1749
1750 static int cpuset_populate(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cont)
1751 {
1752         int err;
1753
1754         err = cgroup_add_files(cont, ss, files, ARRAY_SIZE(files));
1755         if (err)
1756                 return err;
1757         /* memory_pressure_enabled is in root cpuset only */
1758         if (!cont->parent)
1759                 err = cgroup_add_file(cont, ss,
1760                                       &cft_memory_pressure_enabled);
1761         return err;
1762 }
1763
1764 /*
1765  * post_clone() is called at the end of cgroup_clone().
1766  * 'cgroup' was just created automatically as a result of
1767  * a cgroup_clone(), and the current task is about to
1768  * be moved into 'cgroup'.
1769  *
1770  * Currently we refuse to set up the cgroup - thereby
1771  * refusing the task to be entered, and as a result refusing
1772  * the sys_unshare() or clone() which initiated it - if any
1773  * sibling cpusets have exclusive cpus or mem.
1774  *
1775  * If this becomes a problem for some users who wish to
1776  * allow that scenario, then cpuset_post_clone() could be
1777  * changed to grant parent->cpus_allowed-sibling_cpus_exclusive
1778  * (and likewise for mems) to the new cgroup. Called with cgroup_mutex
1779  * held.
1780  */
1781 static void cpuset_post_clone(struct cgroup_subsys *ss,
1782                               struct cgroup *cgroup)
1783 {
1784         struct cgroup *parent, *child;
1785         struct cpuset *cs, *parent_cs;
1786
1787         parent = cgroup->parent;
1788         list_for_each_entry(child, &parent->children, sibling) {
1789                 cs = cgroup_cs(child);
1790                 if (is_mem_exclusive(cs) || is_cpu_exclusive(cs))
1791                         return;
1792         }
1793         cs = cgroup_cs(cgroup);
1794         parent_cs = cgroup_cs(parent);
1795
1796         cs->mems_allowed = parent_cs->mems_allowed;
1797         cpumask_copy(cs->cpus_allowed, parent_cs->cpus_allowed);
1798         return;
1799 }
1800
1801 /*
1802  *      cpuset_create - create a cpuset
1803  *      ss:     cpuset cgroup subsystem
1804  *      cont:   control group that the new cpuset will be part of
1805  */
1806
1807 static struct cgroup_subsys_state *cpuset_create(
1808         struct cgroup_subsys *ss,
1809         struct cgroup *cont)
1810 {
1811         struct cpuset *cs;
1812         struct cpuset *parent;
1813
1814         if (!cont->parent) {
1815                 return &top_cpuset.css;
1816         }
1817         parent = cgroup_cs(cont->parent);
1818         cs = kmalloc(sizeof(*cs), GFP_KERNEL);
1819         if (!cs)
1820                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1821         if (!alloc_cpumask_var(&cs->cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
1822                 kfree(cs);
1823                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1824         }
1825
1826         cs->flags = 0;
1827         if (is_spread_page(parent))
1828                 set_bit(CS_SPREAD_PAGE, &cs->flags);
1829         if (is_spread_slab(parent))
1830                 set_bit(CS_SPREAD_SLAB, &cs->flags);
1831         set_bit(CS_SCHED_LOAD_BALANCE, &cs->flags);
1832         cpumask_clear(cs->cpus_allowed);
1833         nodes_clear(cs->mems_allowed);
1834         fmeter_init(&cs->fmeter);
1835         cs->relax_domain_level = -1;
1836
1837         cs->parent = parent;
1838         number_of_cpusets++;
1839         return &cs->css ;
1840 }
1841
1842 /*
1843  * If the cpuset being removed has its flag 'sched_load_balance'
1844  * enabled, then simulate turning sched_load_balance off, which
1845  * will call async_rebuild_sched_domains().
1846  */
1847
1848 static void cpuset_destroy(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cont)
1849 {
1850         struct cpuset *cs = cgroup_cs(cont);
1851
1852         if (is_sched_load_balance(cs))
1853                 update_flag(CS_SCHED_LOAD_BALANCE, cs, 0);
1854
1855         number_of_cpusets--;
1856         free_cpumask_var(cs->cpus_allowed);
1857         kfree(cs);
1858 }
1859
1860 struct cgroup_subsys cpuset_subsys = {
1861         .name = "cpuset",
1862         .create = cpuset_create,
1863         .destroy = cpuset_destroy,
1864         .can_attach = cpuset_can_attach,
1865         .attach = cpuset_attach,
1866         .populate = cpuset_populate,
1867         .post_clone = cpuset_post_clone,
1868         .subsys_id = cpuset_subsys_id,
1869         .early_init = 1,
1870 };
1871
1872 /**
1873  * cpuset_init - initialize cpusets at system boot
1874  *
1875  * Description: Initialize top_cpuset and the cpuset internal file system,
1876  **/
1877
1878 int __init cpuset_init(void)
1879 {
1880         int err = 0;
1881
1882         if (!alloc_cpumask_var(&top_cpuset.cpus_allowed, GFP_KERNEL))
1883                 BUG();
1884
1885         cpumask_setall(top_cpuset.cpus_allowed);
1886         nodes_setall(top_cpuset.mems_allowed);
1887
1888         fmeter_init(&top_cpuset.fmeter);
1889         set_bit(CS_SCHED_LOAD_BALANCE, &top_cpuset.flags);
1890         top_cpuset.relax_domain_level = -1;
1891
1892         err = register_filesystem(&cpuset_fs_type);
1893         if (err < 0)
1894                 return err;
1895
1896         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_attach, GFP_KERNEL))
1897                 BUG();
1898
1899         number_of_cpusets = 1;
1900         return 0;
1901 }
1902
1903 /**
1904  * cpuset_do_move_task - move a given task to another cpuset
1905  * @tsk: pointer to task_struct the task to move
1906  * @scan: struct cgroup_scanner contained in its struct cpuset_hotplug_scanner
1907  *
1908  * Called by cgroup_scan_tasks() for each task in a cgroup.
1909  * Return nonzero to stop the walk through the tasks.
1910  */
1911 static void cpuset_do_move_task(struct task_struct *tsk,
1912                                 struct cgroup_scanner *scan)
1913 {
1914         struct cgroup *new_cgroup = scan->data;
1915
1916         cgroup_attach_task(new_cgroup, tsk);
1917 }
1918
1919 /**
1920  * move_member_tasks_to_cpuset - move tasks from one cpuset to another
1921  * @from: cpuset in which the tasks currently reside
1922  * @to: cpuset to which the tasks will be moved
1923  *
1924  * Called with cgroup_mutex held
1925  * callback_mutex must not be held, as cpuset_attach() will take it.
1926  *
1927  * The cgroup_scan_tasks() function will scan all the tasks in a cgroup,
1928  * calling callback functions for each.
1929  */
1930 static void move_member_tasks_to_cpuset(struct cpuset *from, struct cpuset *to)
1931 {
1932         struct cgroup_scanner scan;
1933
1934         scan.cg = from->css.cgroup;
1935         scan.test_task = NULL; /* select all tasks in cgroup */
1936         scan.process_task = cpuset_do_move_task;
1937         scan.heap = NULL;
1938         scan.data = to->css.cgroup;
1939
1940         if (cgroup_scan_tasks(&scan))
1941                 printk(KERN_ERR "move_member_tasks_to_cpuset: "
1942                                 "cgroup_scan_tasks failed\n");
1943 }
1944
1945 /*
1946  * If CPU and/or memory hotplug handlers, below, unplug any CPUs
1947  * or memory nodes, we need to walk over the cpuset hierarchy,
1948  * removing that CPU or node from all cpusets.  If this removes the
1949  * last CPU or node from a cpuset, then move the tasks in the empty
1950  * cpuset to its next-highest non-empty parent.
1951  *
1952  * Called with cgroup_mutex held
1953  * callback_mutex must not be held, as cpuset_attach() will take it.
1954  */
1955 static void remove_tasks_in_empty_cpuset(struct cpuset *cs)
1956 {
1957         struct cpuset *parent;
1958
1959         /*
1960          * The cgroup's css_sets list is in use if there are tasks
1961          * in the cpuset; the list is empty if there are none;
1962          * the cs->css.refcnt seems always 0.
1963          */
1964         if (list_empty(&cs->css.cgroup->css_sets))
1965                 return;
1966
1967         /*
1968          * Find its next-highest non-empty parent, (top cpuset
1969          * has online cpus, so can't be empty).
1970          */
1971         parent = cs->parent;
1972         while (cpumask_empty(parent->cpus_allowed) ||
1973                         nodes_empty(parent->mems_allowed))
1974                 parent = parent->parent;
1975
1976         move_member_tasks_to_cpuset(cs, parent);
1977 }
1978
1979 /*
1980  * Walk the specified cpuset subtree and look for empty cpusets.
1981  * The tasks of such cpuset must be moved to a parent cpuset.
1982  *
1983  * Called with cgroup_mutex held.  We take callback_mutex to modify
1984  * cpus_allowed and mems_allowed.
1985  *
1986  * This walk processes the tree from top to bottom, completing one layer
1987  * before dropping down to the next.  It always processes a node before
1988  * any of its children.
1989  *
1990  * For now, since we lack memory hot unplug, we'll never see a cpuset
1991  * that has tasks along with an empty 'mems'.  But if we did see such
1992  * a cpuset, we'd handle it just like we do if its 'cpus' was empty.
1993  */
1994 static void scan_for_empty_cpusets(struct cpuset *root)
1995 {
1996         LIST_HEAD(queue);
1997         struct cpuset *cp;      /* scans cpusets being updated */
1998         struct cpuset *child;   /* scans child cpusets of cp */
1999         struct cgroup *cont;
2000         nodemask_t oldmems;
2001
2002         list_add_tail((struct list_head *)&root->stack_list, &queue);
2003
2004         while (!list_empty(&queue)) {
2005                 cp = list_first_entry(&queue, struct cpuset, stack_list);
2006                 list_del(queue.next);
2007                 list_for_each_entry(cont, &cp->css.cgroup->children, sibling) {
2008                         child = cgroup_cs(cont);
2009                         list_add_tail(&child->stack_list, &queue);
2010                 }
2011
2012                 /* Continue past cpusets with all cpus, mems online */
2013                 if (cpumask_subset(cp->cpus_allowed, cpu_online_mask) &&
2014                     nodes_subset(cp->mems_allowed, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
2015                         continue;
2016
2017                 oldmems = cp->mems_allowed;
2018
2019                 /* Remove offline cpus and mems from this cpuset. */
2020                 mutex_lock(&callback_mutex);
2021                 cpumask_and(cp->cpus_allowed, cp->cpus_allowed,
2022                             cpu_online_mask);
2023                 nodes_and(cp->mems_allowed, cp->mems_allowed,
2024                                                 node_states[N_HIGH_MEMORY]);
2025                 mutex_unlock(&callback_mutex);
2026
2027                 /* Move tasks from the empty cpuset to a parent */
2028                 if (cpumask_empty(cp->cpus_allowed) ||
2029                      nodes_empty(cp->mems_allowed))
2030                         remove_tasks_in_empty_cpuset(cp);
2031                 else {
2032                         update_tasks_cpumask(cp, NULL);
2033                         update_tasks_nodemask(cp, &oldmems, NULL);
2034                 }
2035         }
2036 }
2037
2038 /*
2039  * The top_cpuset tracks what CPUs and Memory Nodes are online,
2040  * period.  This is necessary in order to make cpusets transparent
2041  * (of no affect) on systems that are actively using CPU hotplug
2042  * but making no active use of cpusets.
2043  *
2044  * This routine ensures that top_cpuset.cpus_allowed tracks
2045  * cpu_online_map on each CPU hotplug (cpuhp) event.
2046  *
2047  * Called within get_online_cpus().  Needs to call cgroup_lock()
2048  * before calling generate_sched_domains().
2049  */
2050 static int cpuset_track_online_cpus(struct notifier_block *unused_nb,
2051                                 unsigned long phase, void *unused_cpu)
2052 {
2053         struct sched_domain_attr *attr;
2054         cpumask_var_t *doms;
2055         int ndoms;
2056
2057         switch (phase) {
2058         case CPU_ONLINE:
2059         case CPU_ONLINE_FROZEN:
2060         case CPU_DEAD:
2061         case CPU_DEAD_FROZEN:
2062                 break;
2063
2064         default:
2065                 return NOTIFY_DONE;
2066         }
2067
2068         cgroup_lock();
2069         mutex_lock(&callback_mutex);
2070         cpumask_copy(top_cpuset.cpus_allowed, cpu_online_mask);
2071         mutex_unlock(&callback_mutex);
2072         scan_for_empty_cpusets(&top_cpuset);
2073         ndoms = generate_sched_domains(&doms, &attr);
2074         cgroup_unlock();
2075
2076         /* Have scheduler rebuild the domains */
2077         partition_sched_domains(ndoms, doms, attr);
2078
2079         return NOTIFY_OK;
2080 }
2081
2082 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
2083 /*
2084  * Keep top_cpuset.mems_allowed tracking node_states[N_HIGH_MEMORY].
2085  * Call this routine anytime after node_states[N_HIGH_MEMORY] changes.
2086  * See also the previous routine cpuset_track_online_cpus().
2087  */
2088 static int cpuset_track_online_nodes(struct notifier_block *self,
2089                                 unsigned long action, void *arg)
2090 {
2091         cgroup_lock();
2092         switch (action) {
2093         case MEM_ONLINE:
2094         case MEM_OFFLINE:
2095                 mutex_lock(&callback_mutex);
2096                 top_cpuset.mems_allowed = node_states[N_HIGH_MEMORY];
2097                 mutex_unlock(&callback_mutex);
2098                 if (action == MEM_OFFLINE)
2099                         scan_for_empty_cpusets(&top_cpuset);
2100                 break;
2101         default:
2102                 break;
2103         }
2104         cgroup_unlock();
2105         return NOTIFY_OK;
2106 }
2107 #endif
2108
2109 /**
2110  * cpuset_init_smp - initialize cpus_allowed
2111  *
2112  * Description: Finish top cpuset after cpu, node maps are initialized
2113  **/
2114
2115 void __init cpuset_init_smp(void)
2116 {
2117         cpumask_copy(top_cpuset.cpus_allowed, cpu_online_mask);
2118         top_cpuset.mems_allowed = node_states[N_HIGH_MEMORY];
2119
2120         hotcpu_notifier(cpuset_track_online_cpus, 0);
2121         hotplug_memory_notifier(cpuset_track_online_nodes, 10);
2122
2123         cpuset_wq = create_singlethread_workqueue("cpuset");
2124         BUG_ON(!cpuset_wq);
2125 }
2126
2127 /**
2128  * cpuset_cpus_allowed - return cpus_allowed mask from a tasks cpuset.
2129  * @tsk: pointer to task_struct from which to obtain cpuset->cpus_allowed.
2130  * @pmask: pointer to struct cpumask variable to receive cpus_allowed set.
2131  *
2132  * Description: Returns the cpumask_var_t cpus_allowed of the cpuset
2133  * attached to the specified @tsk.  Guaranteed to return some non-empty
2134  * subset of cpu_online_map, even if this means going outside the
2135  * tasks cpuset.
2136  **/
2137
2138 void cpuset_cpus_allowed(struct task_struct *tsk, struct cpumask *pmask)
2139 {
2140         mutex_lock(&callback_mutex);
2141         cpuset_cpus_allowed_locked(tsk, pmask);
2142         mutex_unlock(&callback_mutex);
2143 }
2144
2145 /**
2146  * cpuset_cpus_allowed_locked - return cpus_allowed mask from a tasks cpuset.
2147  * Must be called with callback_mutex held.
2148  **/
2149 void cpuset_cpus_allowed_locked(struct task_struct *tsk, struct cpumask *pmask)
2150 {
2151         task_lock(tsk);
2152         guarantee_online_cpus(task_cs(tsk), pmask);
2153         task_unlock(tsk);
2154 }
2155
2156 void cpuset_init_current_mems_allowed(void)
2157 {
2158         nodes_setall(current->mems_allowed);
2159 }
2160
2161 /**
2162  * cpuset_mems_allowed - return mems_allowed mask from a tasks cpuset.
2163  * @tsk: pointer to task_struct from which to obtain cpuset->mems_allowed.
2164  *
2165  * Description: Returns the nodemask_t mems_allowed of the cpuset
2166  * attached to the specified @tsk.  Guaranteed to return some non-empty
2167  * subset of node_states[N_HIGH_MEMORY], even if this means going outside the
2168  * tasks cpuset.
2169  **/
2170
2171 nodemask_t cpuset_mems_allowed(struct task_struct *tsk)
2172 {
2173         nodemask_t mask;
2174
2175         mutex_lock(&callback_mutex);
2176         task_lock(tsk);
2177         guarantee_online_mems(task_cs(tsk), &mask);
2178         task_unlock(tsk);
2179         mutex_unlock(&callback_mutex);
2180
2181         return mask;
2182 }
2183
2184 /**
2185  * cpuset_nodemask_valid_mems_allowed - check nodemask vs. curremt mems_allowed
2186  * @nodemask: the nodemask to be checked
2187  *
2188  * Are any of the nodes in the nodemask allowed in current->mems_allowed?
2189  */
2190 int cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(nodemask_t *nodemask)
2191 {
2192         return nodes_intersects(*nodemask, current->mems_allowed);
2193 }
2194
2195 /*
2196  * nearest_hardwall_ancestor() - Returns the nearest mem_exclusive or
2197  * mem_hardwall ancestor to the specified cpuset.  Call holding
2198  * callback_mutex.  If no ancestor is mem_exclusive or mem_hardwall
2199  * (an unusual configuration), then returns the root cpuset.
2200  */
2201 static const struct cpuset *nearest_hardwall_ancestor(const struct cpuset *cs)
2202 {
2203         while (!(is_mem_exclusive(cs) || is_mem_hardwall(cs)) && cs->parent)
2204                 cs = cs->parent;
2205         return cs;
2206 }
2207
2208 /**
2209  * cpuset_node_allowed_softwall - Can we allocate on a memory node?
2210  * @node: is this an allowed node?
2211  * @gfp_mask: memory allocation flags
2212  *
2213  * If we're in interrupt, yes, we can always allocate.  If __GFP_THISNODE is
2214  * set, yes, we can always allocate.  If node is in our task's mems_allowed,
2215  * yes.  If it's not a __GFP_HARDWALL request and this node is in the nearest
2216  * hardwalled cpuset ancestor to this task's cpuset, yes.  If the task has been
2217  * OOM killed and has access to memory reserves as specified by the TIF_MEMDIE
2218  * flag, yes.
2219  * Otherwise, no.
2220  *
2221  * If __GFP_HARDWALL is set, cpuset_node_allowed_softwall() reduces to
2222  * cpuset_node_allowed_hardwall().  Otherwise, cpuset_node_allowed_softwall()
2223  * might sleep, and might allow a node from an enclosing cpuset.
2224  *
2225  * cpuset_node_allowed_hardwall() only handles the simpler case of hardwall
2226  * cpusets, and never sleeps.
2227  *
2228  * The __GFP_THISNODE placement logic is really handled elsewhere,
2229  * by forcibly using a zonelist starting at a specified node, and by
2230  * (in get_page_from_freelist()) refusing to consider the zones for
2231  * any node on the zonelist except the first.  By the time any such
2232  * calls get to this routine, we should just shut up and say 'yes'.
2233  *
2234  * GFP_USER allocations are marked with the __GFP_HARDWALL bit,
2235  * and do not allow allocations outside the current tasks cpuset
2236  * unless the task has been OOM killed as is marked TIF_MEMDIE.
2237  * GFP_KERNEL allocations are not so marked, so can escape to the
2238  * nearest enclosing hardwalled ancestor cpuset.
2239  *
2240  * Scanning up parent cpusets requires callback_mutex.  The
2241  * __alloc_pages() routine only calls here with __GFP_HARDWALL bit
2242  * _not_ set if it's a GFP_KERNEL allocation, and all nodes in the
2243  * current tasks mems_allowed came up empty on the first pass over
2244  * the zonelist.  So only GFP_KERNEL allocations, if all nodes in the
2245  * cpuset are short of memory, might require taking the callback_mutex
2246  * mutex.
2247  *
2248  * The first call here from mm/page_alloc:get_page_from_freelist()
2249  * has __GFP_HARDWALL set in gfp_mask, enforcing hardwall cpusets,
2250  * so no allocation on a node outside the cpuset is allowed (unless
2251  * in interrupt, of course).
2252  *
2253  * The second pass through get_page_from_freelist() doesn't even call
2254  * here for GFP_ATOMIC calls.  For those calls, the __alloc_pages()
2255  * variable 'wait' is not set, and the bit ALLOC_CPUSET is not set
2256  * in alloc_flags.  That logic and the checks below have the combined
2257  * affect that:
2258  *      in_interrupt - any node ok (current task context irrelevant)
2259  *      GFP_ATOMIC   - any node ok
2260  *      TIF_MEMDIE   - any node ok
2261  *      GFP_KERNEL   - any node in enclosing hardwalled cpuset ok
2262  *      GFP_USER     - only nodes in current tasks mems allowed ok.
2263  *
2264  * Rule:
2265  *    Don't call cpuset_node_allowed_softwall if you can't sleep, unless you
2266  *    pass in the __GFP_HARDWALL flag set in gfp_flag, which disables
2267  *    the code that might scan up ancestor cpusets and sleep.
2268  */
2269 int __cpuset_node_allowed_softwall(int node, gfp_t gfp_mask)
2270 {
2271         const struct cpuset *cs;        /* current cpuset ancestors */
2272         int allowed;                    /* is allocation in zone z allowed? */
2273
2274         if (in_interrupt() || (gfp_mask & __GFP_THISNODE))
2275                 return 1;
2276         might_sleep_if(!(gfp_mask & __GFP_HARDWALL));
2277         if (node_isset(node, current->mems_allowed))
2278                 return 1;
2279         /*
2280          * Allow tasks that have access to memory reserves because they have
2281          * been OOM killed to get memory anywhere.
2282          */
2283         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
2284                 return 1;
2285         if (gfp_mask & __GFP_HARDWALL)  /* If hardwall request, stop here */
2286                 return 0;
2287
2288         if (current->flags & PF_EXITING) /* Let dying task have memory */
2289                 return 1;
2290
2291         /* Not hardwall and node outside mems_allowed: scan up cpusets */
2292         mutex_lock(&callback_mutex);
2293
2294         task_lock(current);
2295         cs = nearest_hardwall_ancestor(task_cs(current));
2296         task_unlock(current);
2297
2298         allowed = node_isset(node, cs->mems_allowed);
2299         mutex_unlock(&callback_mutex);
2300         return allowed;
2301 }
2302
2303 /*
2304  * cpuset_node_allowed_hardwall - Can we allocate on a memory node?
2305  * @node: is this an allowed node?
2306  * @gfp_mask: memory allocation flags
2307  *
2308  * If we're in interrupt, yes, we can always allocate.  If __GFP_THISNODE is
2309  * set, yes, we can always allocate.  If node is in our task's mems_allowed,
2310  * yes.  If the task has been OOM killed and has access to memory reserves as
2311  * specified by the TIF_MEMDIE flag, yes.
2312  * Otherwise, no.
2313  *
2314  * The __GFP_THISNODE placement logic is really handled elsewhere,
2315  * by forcibly using a zonelist starting at a specified node, and by
2316  * (in get_page_from_freelist()) refusing to consider the zones for
2317  * any node on the zonelist except the first.  By the time any such
2318  * calls get to this routine, we should just shut up and say 'yes'.
2319  *
2320  * Unlike the cpuset_node_allowed_softwall() variant, above,
2321  * this variant requires that the node be in the current task's
2322  * mems_allowed or that we're in interrupt.  It does not scan up the
2323  * cpuset hierarchy for the nearest enclosing mem_exclusive cpuset.
2324  * It never sleeps.
2325  */
2326 int __cpuset_node_allowed_hardwall(int node, gfp_t gfp_mask)
2327 {
2328         if (in_interrupt() || (gfp_mask & __GFP_THISNODE))
2329                 return 1;
2330         if (node_isset(node, current->mems_allowed))
2331                 return 1;
2332         /*
2333          * Allow tasks that have access to memory reserves because they have
2334          * been OOM killed to get memory anywhere.
2335          */
2336         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
2337                 return 1;
2338         return 0;
2339 }
2340
2341 /**
2342  * cpuset_lock - lock out any changes to cpuset structures
2343  *
2344  * The out of memory (oom) code needs to mutex_lock cpusets
2345  * from being changed while it scans the tasklist looking for a
2346  * task in an overlapping cpuset.  Expose callback_mutex via this
2347  * cpuset_lock() routine, so the oom code can lock it, before
2348  * locking the task list.  The tasklist_lock is a spinlock, so
2349  * must be taken inside callback_mutex.
2350  */
2351
2352 void cpuset_lock(void)
2353 {
2354         mutex_lock(&callback_mutex);
2355 }
2356
2357 /**
2358  * cpuset_unlock - release lock on cpuset changes
2359  *
2360  * Undo the lock taken in a previous cpuset_lock() call.
2361  */
2362
2363 void cpuset_unlock(void)
2364 {
2365         mutex_unlock(&callback_mutex);
2366 }
2367
2368 /**
2369  * cpuset_mem_spread_node() - On which node to begin search for a page
2370  *
2371  * If a task is marked PF_SPREAD_PAGE or PF_SPREAD_SLAB (as for
2372  * tasks in a cpuset with is_spread_page or is_spread_slab set),
2373  * and if the memory allocation used cpuset_mem_spread_node()
2374  * to determine on which node to start looking, as it will for
2375  * certain page cache or slab cache pages such as used for file
2376  * system buffers and inode caches, then instead of starting on the
2377  * local node to look for a free page, rather spread the starting
2378  * node around the tasks mems_allowed nodes.
2379  *
2380  * We don't have to worry about the returned node being offline
2381  * because "it can't happen", and even if it did, it would be ok.
2382  *
2383  * The routines calling guarantee_online_mems() are careful to
2384  * only set nodes in task->mems_allowed that are online.  So it
2385  * should not be possible for the following code to return an
2386  * offline node.  But if it did, that would be ok, as this routine
2387  * is not returning the node where the allocation must be, only
2388  * the node where the search should start.  The zonelist passed to
2389  * __alloc_pages() will include all nodes.  If the slab allocator
2390  * is passed an offline node, it will fall back to the local node.
2391  * See kmem_cache_alloc_node().
2392  */
2393
2394 int cpuset_mem_spread_node(void)
2395 {
2396         int node;
2397
2398         node = next_node(current->cpuset_mem_spread_rotor, current->mems_allowed);
2399         if (node == MAX_NUMNODES)
2400                 node = first_node(current->mems_allowed);
2401         current->cpuset_mem_spread_rotor = node;
2402         return node;
2403 }
2404 EXPORT_SYMBOL_GPL(cpuset_mem_spread_node);
2405
2406 /**
2407  * cpuset_mems_allowed_intersects - Does @tsk1's mems_allowed intersect @tsk2's?
2408  * @tsk1: pointer to task_struct of some task.
2409  * @tsk2: pointer to task_struct of some other task.
2410  *
2411  * Description: Return true if @tsk1's mems_allowed intersects the
2412  * mems_allowed of @tsk2.  Used by the OOM killer to determine if
2413  * one of the task's memory usage might impact the memory available
2414  * to the other.
2415  **/
2416
2417 int cpuset_mems_allowed_intersects(const struct task_struct *tsk1,
2418                                    const struct task_struct *tsk2)
2419 {
2420         return nodes_intersects(tsk1->mems_allowed, tsk2->mems_allowed);
2421 }
2422
2423 /**
2424  * cpuset_print_task_mems_allowed - prints task's cpuset and mems_allowed
2425  * @task: pointer to task_struct of some task.
2426  *
2427  * Description: Prints @task's name, cpuset name, and cached copy of its
2428  * mems_allowed to the kernel log.  Must hold task_lock(task) to allow
2429  * dereferencing task_cs(task).
2430  */
2431 void cpuset_print_task_mems_allowed(struct task_struct *tsk)
2432 {
2433         struct dentry *dentry;
2434
2435         dentry = task_cs(tsk)->css.cgroup->dentry;
2436         spin_lock(&cpuset_buffer_lock);
2437         snprintf(cpuset_name, CPUSET_NAME_LEN,
2438                  dentry ? (const char *)dentry->d_name.name : "/");
2439         nodelist_scnprintf(cpuset_nodelist, CPUSET_NODELIST_LEN,
2440                            tsk->mems_allowed);
2441         printk(KERN_INFO "%s cpuset=%s mems_allowed=%s\n",
2442                tsk->comm, cpuset_name, cpuset_nodelist);
2443         spin_unlock(&cpuset_buffer_lock);
2444 }
2445
2446 /*
2447  * Collection of memory_pressure is suppressed unless
2448  * this flag is enabled by writing "1" to the special
2449  * cpuset file 'memory_pressure_enabled' in the root cpuset.
2450  */
2451
2452 int cpuset_memory_pressure_enabled __read_mostly;
2453
2454 /**
2455  * cpuset_memory_pressure_bump - keep stats of per-cpuset reclaims.
2456  *
2457  * Keep a running average of the rate of synchronous (direct)
2458  * page reclaim efforts initiated by tasks in each cpuset.
2459  *
2460  * This represents the rate at which some task in the cpuset
2461  * ran low on memory on all nodes it was allowed to use, and
2462  * had to enter the kernels page reclaim code in an effort to
2463  * create more free memory by tossing clean pages or swapping
2464  * or writing dirty pages.
2465  *
2466  * Display to user space in the per-cpuset read-only file
2467  * "memory_pressure".  Value displayed is an integer
2468  * representing the recent rate of entry into the synchronous
2469  * (direct) page reclaim by any task attached to the cpuset.
2470  **/
2471
2472 void __cpuset_memory_pressure_bump(void)
2473 {
2474         task_lock(current);
2475         fmeter_markevent(&task_cs(current)->fmeter);
2476         task_unlock(current);
2477 }
2478
2479 #ifdef CONFIG_PROC_PID_CPUSET
2480 /*
2481  * proc_cpuset_show()
2482  *  - Print tasks cpuset path into seq_file.
2483  *  - Used for /proc/<pid>/cpuset.
2484  *  - No need to task_lock(tsk) on this tsk->cpuset reference, as it
2485  *    doesn't really matter if tsk->cpuset changes after we read it,
2486  *    and we take cgroup_mutex, keeping cpuset_attach() from changing it
2487  *    anyway.
2488  */
2489 static int proc_cpuset_show(struct seq_file *m, void *unused_v)
2490 {
2491         struct pid *pid;
2492         struct task_struct *tsk;
2493         char *buf;
2494         struct cgroup_subsys_state *css;
2495         int retval;
2496
2497         retval = -ENOMEM;
2498         buf = kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
2499         if (!buf)
2500                 goto out;
2501
2502         retval = -ESRCH;
2503         pid = m->private;
2504         tsk = get_pid_task(pid, PIDTYPE_PID);
2505         if (!tsk)
2506                 goto out_free;
2507
2508         retval = -EINVAL;
2509         cgroup_lock();
2510         css = task_subsys_state(tsk, cpuset_subsys_id);
2511         retval = cgroup_path(css->cgroup, buf, PAGE_SIZE);
2512         if (retval < 0)
2513                 goto out_unlock;
2514         seq_puts(m, buf);
2515         seq_putc(m, '\n');
2516 out_unlock:
2517         cgroup_unlock();
2518         put_task_struct(tsk);
2519 out_free:
2520         kfree(buf);
2521 out:
2522         return retval;
2523 }
2524
2525 static int cpuset_open(struct inode *inode, struct file *file)
2526 {
2527         struct pid *pid = PROC_I(inode)->pid;
2528         return single_open(file, proc_cpuset_show, pid);
2529 }
2530
2531 const struct file_operations proc_cpuset_operations = {
2532         .open           = cpuset_open,
2533         .read           = seq_read,
2534         .llseek         = seq_lseek,
2535         .release        = single_release,
2536 };
2537 #endif /* CONFIG_PROC_PID_CPUSET */
2538
2539 /* Display task mems_allowed in /proc/<pid>/status file. */
2540 void cpuset_task_status_allowed(struct seq_file *m, struct task_struct *task)
2541 {
2542         seq_printf(m, "Mems_allowed:\t");
2543         seq_nodemask(m, &task->mems_allowed);
2544         seq_printf(m, "\n");
2545         seq_printf(m, "Mems_allowed_list:\t");
2546         seq_nodemask_list(m, &task->mems_allowed);
2547         seq_printf(m, "\n");
2548 }