cpuset: avoid unnecessary sched domains rebuilding
[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  *
18  *  This file is subject to the terms and conditions of the GNU General Public
19  *  License.  See the file COPYING in the main directory of the Linux
20  *  distribution for more details.
21  */
22
23 #include <linux/cpu.h>
24 #include <linux/cpumask.h>
25 #include <linux/cpuset.h>
26 #include <linux/err.h>
27 #include <linux/errno.h>
28 #include <linux/file.h>
29 #include <linux/fs.h>
30 #include <linux/init.h>
31 #include <linux/interrupt.h>
32 #include <linux/kernel.h>
33 #include <linux/kmod.h>
34 #include <linux/list.h>
35 #include <linux/mempolicy.h>
36 #include <linux/mm.h>
37 #include <linux/module.h>
38 #include <linux/mount.h>
39 #include <linux/namei.h>
40 #include <linux/pagemap.h>
41 #include <linux/proc_fs.h>
42 #include <linux/rcupdate.h>
43 #include <linux/sched.h>
44 #include <linux/seq_file.h>
45 #include <linux/security.h>
46 #include <linux/slab.h>
47 #include <linux/spinlock.h>
48 #include <linux/stat.h>
49 #include <linux/string.h>
50 #include <linux/time.h>
51 #include <linux/backing-dev.h>
52 #include <linux/sort.h>
53
54 #include <asm/uaccess.h>
55 #include <asm/atomic.h>
56 #include <linux/mutex.h>
57 #include <linux/kfifo.h>
58 #include <linux/workqueue.h>
59 #include <linux/cgroup.h>
60
61 /*
62  * Tracks how many cpusets are currently defined in system.
63  * When there is only one cpuset (the root cpuset) we can
64  * short circuit some hooks.
65  */
66 int number_of_cpusets __read_mostly;
67
68 /* Forward declare cgroup structures */
69 struct cgroup_subsys cpuset_subsys;
70 struct cpuset;
71
72 /* See "Frequency meter" comments, below. */
73
74 struct fmeter {
75         int cnt;                /* unprocessed events count */
76         int val;                /* most recent output value */
77         time_t time;            /* clock (secs) when val computed */
78         spinlock_t lock;        /* guards read or write of above */
79 };
80
81 struct cpuset {
82         struct cgroup_subsys_state css;
83
84         unsigned long flags;            /* "unsigned long" so bitops work */
85         cpumask_t cpus_allowed;         /* CPUs allowed to tasks in cpuset */
86         nodemask_t mems_allowed;        /* Memory Nodes allowed to tasks */
87
88         struct cpuset *parent;          /* my parent */
89
90         /*
91          * Copy of global cpuset_mems_generation as of the most
92          * recent time this cpuset changed its mems_allowed.
93          */
94         int mems_generation;
95
96         struct fmeter fmeter;           /* memory_pressure filter */
97
98         /* partition number for rebuild_sched_domains() */
99         int pn;
100
101         /* for custom sched domain */
102         int relax_domain_level;
103
104         /* used for walking a cpuset heirarchy */
105         struct list_head stack_list;
106 };
107
108 /* Retrieve the cpuset for a cgroup */
109 static inline struct cpuset *cgroup_cs(struct cgroup *cont)
110 {
111         return container_of(cgroup_subsys_state(cont, cpuset_subsys_id),
112                             struct cpuset, css);
113 }
114
115 /* Retrieve the cpuset for a task */
116 static inline struct cpuset *task_cs(struct task_struct *task)
117 {
118         return container_of(task_subsys_state(task, cpuset_subsys_id),
119                             struct cpuset, css);
120 }
121 struct cpuset_hotplug_scanner {
122         struct cgroup_scanner scan;
123         struct cgroup *to;
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 /*
174  * Increment this integer everytime any cpuset changes its
175  * mems_allowed value.  Users of cpusets can track this generation
176  * number, and avoid having to lock and reload mems_allowed unless
177  * the cpuset they're using changes generation.
178  *
179  * A single, global generation is needed because cpuset_attach_task() could
180  * reattach a task to a different cpuset, which must not have its
181  * generation numbers aliased with those of that tasks previous cpuset.
182  *
183  * Generations are needed for mems_allowed because one task cannot
184  * modify another's memory placement.  So we must enable every task,
185  * on every visit to __alloc_pages(), to efficiently check whether
186  * its current->cpuset->mems_allowed has changed, requiring an update
187  * of its current->mems_allowed.
188  *
189  * Since writes to cpuset_mems_generation are guarded by the cgroup lock
190  * there is no need to mark it atomic.
191  */
192 static int cpuset_mems_generation;
193
194 static struct cpuset top_cpuset = {
195         .flags = ((1 << CS_CPU_EXCLUSIVE) | (1 << CS_MEM_EXCLUSIVE)),
196         .cpus_allowed = CPU_MASK_ALL,
197         .mems_allowed = NODE_MASK_ALL,
198 };
199
200 /*
201  * There are two global mutexes guarding cpuset structures.  The first
202  * is the main control groups cgroup_mutex, accessed via
203  * cgroup_lock()/cgroup_unlock().  The second is the cpuset-specific
204  * callback_mutex, below. They can nest.  It is ok to first take
205  * cgroup_mutex, then nest callback_mutex.  We also require taking
206  * task_lock() when dereferencing a task's cpuset pointer.  See "The
207  * task_lock() exception", at the end of this comment.
208  *
209  * A task must hold both mutexes to modify cpusets.  If a task
210  * holds cgroup_mutex, then it blocks others wanting that mutex,
211  * ensuring that it is the only task able to also acquire callback_mutex
212  * and be able to modify cpusets.  It can perform various checks on
213  * the cpuset structure first, knowing nothing will change.  It can
214  * also allocate memory while just holding cgroup_mutex.  While it is
215  * performing these checks, various callback routines can briefly
216  * acquire callback_mutex to query cpusets.  Once it is ready to make
217  * the changes, it takes callback_mutex, blocking everyone else.
218  *
219  * Calls to the kernel memory allocator can not be made while holding
220  * callback_mutex, as that would risk double tripping on callback_mutex
221  * from one of the callbacks into the cpuset code from within
222  * __alloc_pages().
223  *
224  * If a task is only holding callback_mutex, then it has read-only
225  * access to cpusets.
226  *
227  * The task_struct fields mems_allowed and mems_generation may only
228  * be accessed in the context of that task, so require no locks.
229  *
230  * The cpuset_common_file_read() handlers only hold callback_mutex across
231  * small pieces of code, such as when reading out possibly multi-word
232  * cpumasks and nodemasks.
233  *
234  * Accessing a task's cpuset should be done in accordance with the
235  * guidelines for accessing subsystem state in kernel/cgroup.c
236  */
237
238 static DEFINE_MUTEX(callback_mutex);
239
240 /* This is ugly, but preserves the userspace API for existing cpuset
241  * users. If someone tries to mount the "cpuset" filesystem, we
242  * silently switch it to mount "cgroup" instead */
243 static int cpuset_get_sb(struct file_system_type *fs_type,
244                          int flags, const char *unused_dev_name,
245                          void *data, struct vfsmount *mnt)
246 {
247         struct file_system_type *cgroup_fs = get_fs_type("cgroup");
248         int ret = -ENODEV;
249         if (cgroup_fs) {
250                 char mountopts[] =
251                         "cpuset,noprefix,"
252                         "release_agent=/sbin/cpuset_release_agent";
253                 ret = cgroup_fs->get_sb(cgroup_fs, flags,
254                                            unused_dev_name, mountopts, mnt);
255                 put_filesystem(cgroup_fs);
256         }
257         return ret;
258 }
259
260 static struct file_system_type cpuset_fs_type = {
261         .name = "cpuset",
262         .get_sb = cpuset_get_sb,
263 };
264
265 /*
266  * Return in *pmask the portion of a cpusets's cpus_allowed that
267  * are online.  If none are online, walk up the cpuset hierarchy
268  * until we find one that does have some online cpus.  If we get
269  * all the way to the top and still haven't found any online cpus,
270  * return cpu_online_map.  Or if passed a NULL cs from an exit'ing
271  * task, return cpu_online_map.
272  *
273  * One way or another, we guarantee to return some non-empty subset
274  * of cpu_online_map.
275  *
276  * Call with callback_mutex held.
277  */
278
279 static void guarantee_online_cpus(const struct cpuset *cs, cpumask_t *pmask)
280 {
281         while (cs && !cpus_intersects(cs->cpus_allowed, cpu_online_map))
282                 cs = cs->parent;
283         if (cs)
284                 cpus_and(*pmask, cs->cpus_allowed, cpu_online_map);
285         else
286                 *pmask = cpu_online_map;
287         BUG_ON(!cpus_intersects(*pmask, cpu_online_map));
288 }
289
290 /*
291  * Return in *pmask the portion of a cpusets's mems_allowed that
292  * are online, with memory.  If none are online with memory, walk
293  * up the cpuset hierarchy until we find one that does have some
294  * online mems.  If we get all the way to the top and still haven't
295  * found any online mems, return node_states[N_HIGH_MEMORY].
296  *
297  * One way or another, we guarantee to return some non-empty subset
298  * of node_states[N_HIGH_MEMORY].
299  *
300  * Call with callback_mutex held.
301  */
302
303 static void guarantee_online_mems(const struct cpuset *cs, nodemask_t *pmask)
304 {
305         while (cs && !nodes_intersects(cs->mems_allowed,
306                                         node_states[N_HIGH_MEMORY]))
307                 cs = cs->parent;
308         if (cs)
309                 nodes_and(*pmask, cs->mems_allowed,
310                                         node_states[N_HIGH_MEMORY]);
311         else
312                 *pmask = node_states[N_HIGH_MEMORY];
313         BUG_ON(!nodes_intersects(*pmask, node_states[N_HIGH_MEMORY]));
314 }
315
316 /**
317  * cpuset_update_task_memory_state - update task memory placement
318  *
319  * If the current tasks cpusets mems_allowed changed behind our
320  * backs, update current->mems_allowed, mems_generation and task NUMA
321  * mempolicy to the new value.
322  *
323  * Task mempolicy is updated by rebinding it relative to the
324  * current->cpuset if a task has its memory placement changed.
325  * Do not call this routine if in_interrupt().
326  *
327  * Call without callback_mutex or task_lock() held.  May be
328  * called with or without cgroup_mutex held.  Thanks in part to
329  * 'the_top_cpuset_hack', the task's cpuset pointer will never
330  * be NULL.  This routine also might acquire callback_mutex during
331  * call.
332  *
333  * Reading current->cpuset->mems_generation doesn't need task_lock
334  * to guard the current->cpuset derefence, because it is guarded
335  * from concurrent freeing of current->cpuset using RCU.
336  *
337  * The rcu_dereference() is technically probably not needed,
338  * as I don't actually mind if I see a new cpuset pointer but
339  * an old value of mems_generation.  However this really only
340  * matters on alpha systems using cpusets heavily.  If I dropped
341  * that rcu_dereference(), it would save them a memory barrier.
342  * For all other arch's, rcu_dereference is a no-op anyway, and for
343  * alpha systems not using cpusets, another planned optimization,
344  * avoiding the rcu critical section for tasks in the root cpuset
345  * which is statically allocated, so can't vanish, will make this
346  * irrelevant.  Better to use RCU as intended, than to engage in
347  * some cute trick to save a memory barrier that is impossible to
348  * test, for alpha systems using cpusets heavily, which might not
349  * even exist.
350  *
351  * This routine is needed to update the per-task mems_allowed data,
352  * within the tasks context, when it is trying to allocate memory
353  * (in various mm/mempolicy.c routines) and notices that some other
354  * task has been modifying its cpuset.
355  */
356
357 void cpuset_update_task_memory_state(void)
358 {
359         int my_cpusets_mem_gen;
360         struct task_struct *tsk = current;
361         struct cpuset *cs;
362
363         if (task_cs(tsk) == &top_cpuset) {
364                 /* Don't need rcu for top_cpuset.  It's never freed. */
365                 my_cpusets_mem_gen = top_cpuset.mems_generation;
366         } else {
367                 rcu_read_lock();
368                 my_cpusets_mem_gen = task_cs(current)->mems_generation;
369                 rcu_read_unlock();
370         }
371
372         if (my_cpusets_mem_gen != tsk->cpuset_mems_generation) {
373                 mutex_lock(&callback_mutex);
374                 task_lock(tsk);
375                 cs = task_cs(tsk); /* Maybe changed when task not locked */
376                 guarantee_online_mems(cs, &tsk->mems_allowed);
377                 tsk->cpuset_mems_generation = cs->mems_generation;
378                 if (is_spread_page(cs))
379                         tsk->flags |= PF_SPREAD_PAGE;
380                 else
381                         tsk->flags &= ~PF_SPREAD_PAGE;
382                 if (is_spread_slab(cs))
383                         tsk->flags |= PF_SPREAD_SLAB;
384                 else
385                         tsk->flags &= ~PF_SPREAD_SLAB;
386                 task_unlock(tsk);
387                 mutex_unlock(&callback_mutex);
388                 mpol_rebind_task(tsk, &tsk->mems_allowed);
389         }
390 }
391
392 /*
393  * is_cpuset_subset(p, q) - Is cpuset p a subset of cpuset q?
394  *
395  * One cpuset is a subset of another if all its allowed CPUs and
396  * Memory Nodes are a subset of the other, and its exclusive flags
397  * are only set if the other's are set.  Call holding cgroup_mutex.
398  */
399
400 static int is_cpuset_subset(const struct cpuset *p, const struct cpuset *q)
401 {
402         return  cpus_subset(p->cpus_allowed, q->cpus_allowed) &&
403                 nodes_subset(p->mems_allowed, q->mems_allowed) &&
404                 is_cpu_exclusive(p) <= is_cpu_exclusive(q) &&
405                 is_mem_exclusive(p) <= is_mem_exclusive(q);
406 }
407
408 /*
409  * validate_change() - Used to validate that any proposed cpuset change
410  *                     follows the structural rules for cpusets.
411  *
412  * If we replaced the flag and mask values of the current cpuset
413  * (cur) with those values in the trial cpuset (trial), would
414  * our various subset and exclusive rules still be valid?  Presumes
415  * cgroup_mutex held.
416  *
417  * 'cur' is the address of an actual, in-use cpuset.  Operations
418  * such as list traversal that depend on the actual address of the
419  * cpuset in the list must use cur below, not trial.
420  *
421  * 'trial' is the address of bulk structure copy of cur, with
422  * perhaps one or more of the fields cpus_allowed, mems_allowed,
423  * or flags changed to new, trial values.
424  *
425  * Return 0 if valid, -errno if not.
426  */
427
428 static int validate_change(const struct cpuset *cur, const struct cpuset *trial)
429 {
430         struct cgroup *cont;
431         struct cpuset *c, *par;
432
433         /* Each of our child cpusets must be a subset of us */
434         list_for_each_entry(cont, &cur->css.cgroup->children, sibling) {
435                 if (!is_cpuset_subset(cgroup_cs(cont), trial))
436                         return -EBUSY;
437         }
438
439         /* Remaining checks don't apply to root cpuset */
440         if (cur == &top_cpuset)
441                 return 0;
442
443         par = cur->parent;
444
445         /* We must be a subset of our parent cpuset */
446         if (!is_cpuset_subset(trial, par))
447                 return -EACCES;
448
449         /*
450          * If either I or some sibling (!= me) is exclusive, we can't
451          * overlap
452          */
453         list_for_each_entry(cont, &par->css.cgroup->children, sibling) {
454                 c = cgroup_cs(cont);
455                 if ((is_cpu_exclusive(trial) || is_cpu_exclusive(c)) &&
456                     c != cur &&
457                     cpus_intersects(trial->cpus_allowed, c->cpus_allowed))
458                         return -EINVAL;
459                 if ((is_mem_exclusive(trial) || is_mem_exclusive(c)) &&
460                     c != cur &&
461                     nodes_intersects(trial->mems_allowed, c->mems_allowed))
462                         return -EINVAL;
463         }
464
465         /* Cpusets with tasks can't have empty cpus_allowed or mems_allowed */
466         if (cgroup_task_count(cur->css.cgroup)) {
467                 if (cpus_empty(trial->cpus_allowed) ||
468                     nodes_empty(trial->mems_allowed)) {
469                         return -ENOSPC;
470                 }
471         }
472
473         return 0;
474 }
475
476 /*
477  * Helper routine for rebuild_sched_domains().
478  * Do cpusets a, b have overlapping cpus_allowed masks?
479  */
480
481 static int cpusets_overlap(struct cpuset *a, struct cpuset *b)
482 {
483         return cpus_intersects(a->cpus_allowed, b->cpus_allowed);
484 }
485
486 static void
487 update_domain_attr(struct sched_domain_attr *dattr, struct cpuset *c)
488 {
489         if (!dattr)
490                 return;
491         if (dattr->relax_domain_level < c->relax_domain_level)
492                 dattr->relax_domain_level = c->relax_domain_level;
493         return;
494 }
495
496 /*
497  * rebuild_sched_domains()
498  *
499  * This routine will be called to rebuild the scheduler's dynamic
500  * sched domains:
501  * - if the flag 'sched_load_balance' of any cpuset with non-empty
502  *   'cpus' changes,
503  * - or if the 'cpus' allowed changes in any cpuset which has that
504  *   flag enabled,
505  * - or if the 'sched_relax_domain_level' of any cpuset which has
506  *   that flag enabled and with non-empty 'cpus' changes,
507  * - or if any cpuset with non-empty 'cpus' is removed,
508  * - or if a cpu gets offlined.
509  *
510  * This routine builds a partial partition of the systems CPUs
511  * (the set of non-overlappping cpumask_t's in the array 'part'
512  * below), and passes that partial partition to the kernel/sched.c
513  * partition_sched_domains() routine, which will rebuild the
514  * schedulers load balancing domains (sched domains) as specified
515  * by that partial partition.  A 'partial partition' is a set of
516  * non-overlapping subsets whose union is a subset of that set.
517  *
518  * See "What is sched_load_balance" in Documentation/cpusets.txt
519  * for a background explanation of this.
520  *
521  * Does not return errors, on the theory that the callers of this
522  * routine would rather not worry about failures to rebuild sched
523  * domains when operating in the severe memory shortage situations
524  * that could cause allocation failures below.
525  *
526  * Call with cgroup_mutex held.  May take callback_mutex during
527  * call due to the kfifo_alloc() and kmalloc() calls.  May nest
528  * a call to the get_online_cpus()/put_online_cpus() pair.
529  * Must not be called holding callback_mutex, because we must not
530  * call get_online_cpus() while holding callback_mutex.  Elsewhere
531  * the kernel nests callback_mutex inside get_online_cpus() calls.
532  * So the reverse nesting would risk an ABBA deadlock.
533  *
534  * The three key local variables below are:
535  *    q  - a kfifo queue of cpuset pointers, used to implement a
536  *         top-down scan of all cpusets.  This scan loads a pointer
537  *         to each cpuset marked is_sched_load_balance into the
538  *         array 'csa'.  For our purposes, rebuilding the schedulers
539  *         sched domains, we can ignore !is_sched_load_balance cpusets.
540  *  csa  - (for CpuSet Array) Array of pointers to all the cpusets
541  *         that need to be load balanced, for convenient iterative
542  *         access by the subsequent code that finds the best partition,
543  *         i.e the set of domains (subsets) of CPUs such that the
544  *         cpus_allowed of every cpuset marked is_sched_load_balance
545  *         is a subset of one of these domains, while there are as
546  *         many such domains as possible, each as small as possible.
547  * doms  - Conversion of 'csa' to an array of cpumasks, for passing to
548  *         the kernel/sched.c routine partition_sched_domains() in a
549  *         convenient format, that can be easily compared to the prior
550  *         value to determine what partition elements (sched domains)
551  *         were changed (added or removed.)
552  *
553  * Finding the best partition (set of domains):
554  *      The triple nested loops below over i, j, k scan over the
555  *      load balanced cpusets (using the array of cpuset pointers in
556  *      csa[]) looking for pairs of cpusets that have overlapping
557  *      cpus_allowed, but which don't have the same 'pn' partition
558  *      number and gives them in the same partition number.  It keeps
559  *      looping on the 'restart' label until it can no longer find
560  *      any such pairs.
561  *
562  *      The union of the cpus_allowed masks from the set of
563  *      all cpusets having the same 'pn' value then form the one
564  *      element of the partition (one sched domain) to be passed to
565  *      partition_sched_domains().
566  */
567
568 void rebuild_sched_domains(void)
569 {
570         struct kfifo *q;        /* queue of cpusets to be scanned */
571         struct cpuset *cp;      /* scans q */
572         struct cpuset **csa;    /* array of all cpuset ptrs */
573         int csn;                /* how many cpuset ptrs in csa so far */
574         int i, j, k;            /* indices for partition finding loops */
575         cpumask_t *doms;        /* resulting partition; i.e. sched domains */
576         struct sched_domain_attr *dattr;  /* attributes for custom domains */
577         int ndoms;              /* number of sched domains in result */
578         int nslot;              /* next empty doms[] cpumask_t slot */
579
580         q = NULL;
581         csa = NULL;
582         doms = NULL;
583         dattr = NULL;
584
585         /* Special case for the 99% of systems with one, full, sched domain */
586         if (is_sched_load_balance(&top_cpuset)) {
587                 ndoms = 1;
588                 doms = kmalloc(sizeof(cpumask_t), GFP_KERNEL);
589                 if (!doms)
590                         goto rebuild;
591                 dattr = kmalloc(sizeof(struct sched_domain_attr), GFP_KERNEL);
592                 if (dattr) {
593                         *dattr = SD_ATTR_INIT;
594                         update_domain_attr(dattr, &top_cpuset);
595                 }
596                 *doms = top_cpuset.cpus_allowed;
597                 goto rebuild;
598         }
599
600         q = kfifo_alloc(number_of_cpusets * sizeof(cp), GFP_KERNEL, NULL);
601         if (IS_ERR(q))
602                 goto done;
603         csa = kmalloc(number_of_cpusets * sizeof(cp), GFP_KERNEL);
604         if (!csa)
605                 goto done;
606         csn = 0;
607
608         cp = &top_cpuset;
609         __kfifo_put(q, (void *)&cp, sizeof(cp));
610         while (__kfifo_get(q, (void *)&cp, sizeof(cp))) {
611                 struct cgroup *cont;
612                 struct cpuset *child;   /* scans child cpusets of cp */
613                 if (is_sched_load_balance(cp))
614                         csa[csn++] = cp;
615                 list_for_each_entry(cont, &cp->css.cgroup->children, sibling) {
616                         child = cgroup_cs(cont);
617                         __kfifo_put(q, (void *)&child, sizeof(cp));
618                 }
619         }
620
621         for (i = 0; i < csn; i++)
622                 csa[i]->pn = i;
623         ndoms = csn;
624
625 restart:
626         /* Find the best partition (set of sched domains) */
627         for (i = 0; i < csn; i++) {
628                 struct cpuset *a = csa[i];
629                 int apn = a->pn;
630
631                 for (j = 0; j < csn; j++) {
632                         struct cpuset *b = csa[j];
633                         int bpn = b->pn;
634
635                         if (apn != bpn && cpusets_overlap(a, b)) {
636                                 for (k = 0; k < csn; k++) {
637                                         struct cpuset *c = csa[k];
638
639                                         if (c->pn == bpn)
640                                                 c->pn = apn;
641                                 }
642                                 ndoms--;        /* one less element */
643                                 goto restart;
644                         }
645                 }
646         }
647
648         /* Convert <csn, csa> to <ndoms, doms> */
649         doms = kmalloc(ndoms * sizeof(cpumask_t), GFP_KERNEL);
650         if (!doms)
651                 goto rebuild;
652         dattr = kmalloc(ndoms * sizeof(struct sched_domain_attr), GFP_KERNEL);
653
654         for (nslot = 0, i = 0; i < csn; i++) {
655                 struct cpuset *a = csa[i];
656                 int apn = a->pn;
657
658                 if (apn >= 0) {
659                         cpumask_t *dp = doms + nslot;
660
661                         if (nslot == ndoms) {
662                                 static int warnings = 10;
663                                 if (warnings) {
664                                         printk(KERN_WARNING
665                                          "rebuild_sched_domains confused:"
666                                           " nslot %d, ndoms %d, csn %d, i %d,"
667                                           " apn %d\n",
668                                           nslot, ndoms, csn, i, apn);
669                                         warnings--;
670                                 }
671                                 continue;
672                         }
673
674                         cpus_clear(*dp);
675                         if (dattr)
676                                 *(dattr + nslot) = SD_ATTR_INIT;
677                         for (j = i; j < csn; j++) {
678                                 struct cpuset *b = csa[j];
679
680                                 if (apn == b->pn) {
681                                         cpus_or(*dp, *dp, b->cpus_allowed);
682                                         b->pn = -1;
683                                         if (dattr)
684                                                 update_domain_attr(dattr
685                                                                    + nslot, b);
686                                 }
687                         }
688                         nslot++;
689                 }
690         }
691         BUG_ON(nslot != ndoms);
692
693 rebuild:
694         /* Have scheduler rebuild sched domains */
695         get_online_cpus();
696         partition_sched_domains(ndoms, doms, dattr);
697         put_online_cpus();
698
699 done:
700         if (q && !IS_ERR(q))
701                 kfifo_free(q);
702         kfree(csa);
703         /* Don't kfree(doms) -- partition_sched_domains() does that. */
704         /* Don't kfree(dattr) -- partition_sched_domains() does that. */
705 }
706
707 static inline int started_after_time(struct task_struct *t1,
708                                      struct timespec *time,
709                                      struct task_struct *t2)
710 {
711         int start_diff = timespec_compare(&t1->start_time, time);
712         if (start_diff > 0) {
713                 return 1;
714         } else if (start_diff < 0) {
715                 return 0;
716         } else {
717                 /*
718                  * Arbitrarily, if two processes started at the same
719                  * time, we'll say that the lower pointer value
720                  * started first. Note that t2 may have exited by now
721                  * so this may not be a valid pointer any longer, but
722                  * that's fine - it still serves to distinguish
723                  * between two tasks started (effectively)
724                  * simultaneously.
725                  */
726                 return t1 > t2;
727         }
728 }
729
730 static inline int started_after(void *p1, void *p2)
731 {
732         struct task_struct *t1 = p1;
733         struct task_struct *t2 = p2;
734         return started_after_time(t1, &t2->start_time, t2);
735 }
736
737 /**
738  * cpuset_test_cpumask - test a task's cpus_allowed versus its cpuset's
739  * @tsk: task to test
740  * @scan: struct cgroup_scanner contained in its struct cpuset_hotplug_scanner
741  *
742  * Call with cgroup_mutex held.  May take callback_mutex during call.
743  * Called for each task in a cgroup by cgroup_scan_tasks().
744  * Return nonzero if this tasks's cpus_allowed mask should be changed (in other
745  * words, if its mask is not equal to its cpuset's mask).
746  */
747 static int cpuset_test_cpumask(struct task_struct *tsk,
748                                struct cgroup_scanner *scan)
749 {
750         return !cpus_equal(tsk->cpus_allowed,
751                         (cgroup_cs(scan->cg))->cpus_allowed);
752 }
753
754 /**
755  * cpuset_change_cpumask - make a task's cpus_allowed the same as its cpuset's
756  * @tsk: task to test
757  * @scan: struct cgroup_scanner containing the cgroup of the task
758  *
759  * Called by cgroup_scan_tasks() for each task in a cgroup whose
760  * cpus_allowed mask needs to be changed.
761  *
762  * We don't need to re-check for the cgroup/cpuset membership, since we're
763  * holding cgroup_lock() at this point.
764  */
765 static void cpuset_change_cpumask(struct task_struct *tsk,
766                                   struct cgroup_scanner *scan)
767 {
768         set_cpus_allowed_ptr(tsk, &((cgroup_cs(scan->cg))->cpus_allowed));
769 }
770
771 /**
772  * update_tasks_cpumask - Update the cpumasks of tasks in the cpuset.
773  * @cs: the cpuset in which each task's cpus_allowed mask needs to be changed
774  *
775  * Called with cgroup_mutex held
776  *
777  * The cgroup_scan_tasks() function will scan all the tasks in a cgroup,
778  * calling callback functions for each.
779  *
780  * Return 0 if successful, -errno if not.
781  */
782 static int update_tasks_cpumask(struct cpuset *cs)
783 {
784         struct cgroup_scanner scan;
785         struct ptr_heap heap;
786         int retval;
787
788         retval = heap_init(&heap, PAGE_SIZE, GFP_KERNEL, &started_after);
789         if (retval)
790                 return retval;
791
792         scan.cg = cs->css.cgroup;
793         scan.test_task = cpuset_test_cpumask;
794         scan.process_task = cpuset_change_cpumask;
795         scan.heap = &heap;
796         retval = cgroup_scan_tasks(&scan);
797
798         heap_free(&heap);
799         return retval;
800 }
801
802 /**
803  * update_cpumask - update the cpus_allowed mask of a cpuset and all tasks in it
804  * @cs: the cpuset to consider
805  * @buf: buffer of cpu numbers written to this cpuset
806  */
807 static int update_cpumask(struct cpuset *cs, const char *buf)
808 {
809         struct cpuset trialcs;
810         int retval;
811         int is_load_balanced;
812
813         /* top_cpuset.cpus_allowed tracks cpu_online_map; it's read-only */
814         if (cs == &top_cpuset)
815                 return -EACCES;
816
817         trialcs = *cs;
818
819         /*
820          * An empty cpus_allowed is ok only if the cpuset has no tasks.
821          * Since cpulist_parse() fails on an empty mask, we special case
822          * that parsing.  The validate_change() call ensures that cpusets
823          * with tasks have cpus.
824          */
825         if (!*buf) {
826                 cpus_clear(trialcs.cpus_allowed);
827         } else {
828                 retval = cpulist_parse(buf, trialcs.cpus_allowed);
829                 if (retval < 0)
830                         return retval;
831
832                 if (!cpus_subset(trialcs.cpus_allowed, cpu_online_map))
833                         return -EINVAL;
834         }
835         retval = validate_change(cs, &trialcs);
836         if (retval < 0)
837                 return retval;
838
839         /* Nothing to do if the cpus didn't change */
840         if (cpus_equal(cs->cpus_allowed, trialcs.cpus_allowed))
841                 return 0;
842
843         is_load_balanced = is_sched_load_balance(&trialcs);
844
845         mutex_lock(&callback_mutex);
846         cs->cpus_allowed = trialcs.cpus_allowed;
847         mutex_unlock(&callback_mutex);
848
849         /*
850          * Scan tasks in the cpuset, and update the cpumasks of any
851          * that need an update.
852          */
853         retval = update_tasks_cpumask(cs);
854         if (retval < 0)
855                 return retval;
856
857         if (is_load_balanced)
858                 rebuild_sched_domains();
859         return 0;
860 }
861
862 /*
863  * cpuset_migrate_mm
864  *
865  *    Migrate memory region from one set of nodes to another.
866  *
867  *    Temporarilly set tasks mems_allowed to target nodes of migration,
868  *    so that the migration code can allocate pages on these nodes.
869  *
870  *    Call holding cgroup_mutex, so current's cpuset won't change
871  *    during this call, as manage_mutex holds off any cpuset_attach()
872  *    calls.  Therefore we don't need to take task_lock around the
873  *    call to guarantee_online_mems(), as we know no one is changing
874  *    our task's cpuset.
875  *
876  *    Hold callback_mutex around the two modifications of our tasks
877  *    mems_allowed to synchronize with cpuset_mems_allowed().
878  *
879  *    While the mm_struct we are migrating is typically from some
880  *    other task, the task_struct mems_allowed that we are hacking
881  *    is for our current task, which must allocate new pages for that
882  *    migrating memory region.
883  *
884  *    We call cpuset_update_task_memory_state() before hacking
885  *    our tasks mems_allowed, so that we are assured of being in
886  *    sync with our tasks cpuset, and in particular, callbacks to
887  *    cpuset_update_task_memory_state() from nested page allocations
888  *    won't see any mismatch of our cpuset and task mems_generation
889  *    values, so won't overwrite our hacked tasks mems_allowed
890  *    nodemask.
891  */
892
893 static void cpuset_migrate_mm(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
894                                                         const nodemask_t *to)
895 {
896         struct task_struct *tsk = current;
897
898         cpuset_update_task_memory_state();
899
900         mutex_lock(&callback_mutex);
901         tsk->mems_allowed = *to;
902         mutex_unlock(&callback_mutex);
903
904         do_migrate_pages(mm, from, to, MPOL_MF_MOVE_ALL);
905
906         mutex_lock(&callback_mutex);
907         guarantee_online_mems(task_cs(tsk),&tsk->mems_allowed);
908         mutex_unlock(&callback_mutex);
909 }
910
911 static void *cpuset_being_rebound;
912
913 /**
914  * update_tasks_nodemask - Update the nodemasks of tasks in the cpuset.
915  * @cs: the cpuset in which each task's mems_allowed mask needs to be changed
916  * @oldmem: old mems_allowed of cpuset cs
917  *
918  * Called with cgroup_mutex held
919  * Return 0 if successful, -errno if not.
920  */
921 static int update_tasks_nodemask(struct cpuset *cs, const nodemask_t *oldmem)
922 {
923         struct task_struct *p;
924         struct mm_struct **mmarray;
925         int i, n, ntasks;
926         int migrate;
927         int fudge;
928         struct cgroup_iter it;
929         int retval;
930
931         cpuset_being_rebound = cs;              /* causes mpol_dup() rebind */
932
933         fudge = 10;                             /* spare mmarray[] slots */
934         fudge += cpus_weight(cs->cpus_allowed); /* imagine one fork-bomb/cpu */
935         retval = -ENOMEM;
936
937         /*
938          * Allocate mmarray[] to hold mm reference for each task
939          * in cpuset cs.  Can't kmalloc GFP_KERNEL while holding
940          * tasklist_lock.  We could use GFP_ATOMIC, but with a
941          * few more lines of code, we can retry until we get a big
942          * enough mmarray[] w/o using GFP_ATOMIC.
943          */
944         while (1) {
945                 ntasks = cgroup_task_count(cs->css.cgroup);  /* guess */
946                 ntasks += fudge;
947                 mmarray = kmalloc(ntasks * sizeof(*mmarray), GFP_KERNEL);
948                 if (!mmarray)
949                         goto done;
950                 read_lock(&tasklist_lock);              /* block fork */
951                 if (cgroup_task_count(cs->css.cgroup) <= ntasks)
952                         break;                          /* got enough */
953                 read_unlock(&tasklist_lock);            /* try again */
954                 kfree(mmarray);
955         }
956
957         n = 0;
958
959         /* Load up mmarray[] with mm reference for each task in cpuset. */
960         cgroup_iter_start(cs->css.cgroup, &it);
961         while ((p = cgroup_iter_next(cs->css.cgroup, &it))) {
962                 struct mm_struct *mm;
963
964                 if (n >= ntasks) {
965                         printk(KERN_WARNING
966                                 "Cpuset mempolicy rebind incomplete.\n");
967                         break;
968                 }
969                 mm = get_task_mm(p);
970                 if (!mm)
971                         continue;
972                 mmarray[n++] = mm;
973         }
974         cgroup_iter_end(cs->css.cgroup, &it);
975         read_unlock(&tasklist_lock);
976
977         /*
978          * Now that we've dropped the tasklist spinlock, we can
979          * rebind the vma mempolicies of each mm in mmarray[] to their
980          * new cpuset, and release that mm.  The mpol_rebind_mm()
981          * call takes mmap_sem, which we couldn't take while holding
982          * tasklist_lock.  Forks can happen again now - the mpol_dup()
983          * cpuset_being_rebound check will catch such forks, and rebind
984          * their vma mempolicies too.  Because we still hold the global
985          * cgroup_mutex, we know that no other rebind effort will
986          * be contending for the global variable cpuset_being_rebound.
987          * It's ok if we rebind the same mm twice; mpol_rebind_mm()
988          * is idempotent.  Also migrate pages in each mm to new nodes.
989          */
990         migrate = is_memory_migrate(cs);
991         for (i = 0; i < n; i++) {
992                 struct mm_struct *mm = mmarray[i];
993
994                 mpol_rebind_mm(mm, &cs->mems_allowed);
995                 if (migrate)
996                         cpuset_migrate_mm(mm, oldmem, &cs->mems_allowed);
997                 mmput(mm);
998         }
999
1000         /* We're done rebinding vmas to this cpuset's new mems_allowed. */
1001         kfree(mmarray);
1002         cpuset_being_rebound = NULL;
1003         retval = 0;
1004 done:
1005         return retval;
1006 }
1007
1008 /*
1009  * Handle user request to change the 'mems' memory placement
1010  * of a cpuset.  Needs to validate the request, update the
1011  * cpusets mems_allowed and mems_generation, and for each
1012  * task in the cpuset, rebind any vma mempolicies and if
1013  * the cpuset is marked 'memory_migrate', migrate the tasks
1014  * pages to the new memory.
1015  *
1016  * Call with cgroup_mutex held.  May take callback_mutex during call.
1017  * Will take tasklist_lock, scan tasklist for tasks in cpuset cs,
1018  * lock each such tasks mm->mmap_sem, scan its vma's and rebind
1019  * their mempolicies to the cpusets new mems_allowed.
1020  */
1021 static int update_nodemask(struct cpuset *cs, const char *buf)
1022 {
1023         struct cpuset trialcs;
1024         nodemask_t oldmem;
1025         int retval;
1026
1027         /*
1028          * top_cpuset.mems_allowed tracks node_stats[N_HIGH_MEMORY];
1029          * it's read-only
1030          */
1031         if (cs == &top_cpuset)
1032                 return -EACCES;
1033
1034         trialcs = *cs;
1035
1036         /*
1037          * An empty mems_allowed is ok iff there are no tasks in the cpuset.
1038          * Since nodelist_parse() fails on an empty mask, we special case
1039          * that parsing.  The validate_change() call ensures that cpusets
1040          * with tasks have memory.
1041          */
1042         if (!*buf) {
1043                 nodes_clear(trialcs.mems_allowed);
1044         } else {
1045                 retval = nodelist_parse(buf, trialcs.mems_allowed);
1046                 if (retval < 0)
1047                         goto done;
1048
1049                 if (!nodes_subset(trialcs.mems_allowed,
1050                                 node_states[N_HIGH_MEMORY]))
1051                         return -EINVAL;
1052         }
1053         oldmem = cs->mems_allowed;
1054         if (nodes_equal(oldmem, trialcs.mems_allowed)) {
1055                 retval = 0;             /* Too easy - nothing to do */
1056                 goto done;
1057         }
1058         retval = validate_change(cs, &trialcs);
1059         if (retval < 0)
1060                 goto done;
1061
1062         mutex_lock(&callback_mutex);
1063         cs->mems_allowed = trialcs.mems_allowed;
1064         cs->mems_generation = cpuset_mems_generation++;
1065         mutex_unlock(&callback_mutex);
1066
1067         retval = update_tasks_nodemask(cs, &oldmem);
1068 done:
1069         return retval;
1070 }
1071
1072 int current_cpuset_is_being_rebound(void)
1073 {
1074         return task_cs(current) == cpuset_being_rebound;
1075 }
1076
1077 static int update_relax_domain_level(struct cpuset *cs, s64 val)
1078 {
1079         if (val < -1 || val >= SD_LV_MAX)
1080                 return -EINVAL;
1081
1082         if (val != cs->relax_domain_level) {
1083                 cs->relax_domain_level = val;
1084                 if (!cpus_empty(cs->cpus_allowed) && is_sched_load_balance(cs))
1085                         rebuild_sched_domains();
1086         }
1087
1088         return 0;
1089 }
1090
1091 /*
1092  * update_flag - read a 0 or a 1 in a file and update associated flag
1093  * bit:         the bit to update (see cpuset_flagbits_t)
1094  * cs:          the cpuset to update
1095  * turning_on:  whether the flag is being set or cleared
1096  *
1097  * Call with cgroup_mutex held.
1098  */
1099
1100 static int update_flag(cpuset_flagbits_t bit, struct cpuset *cs,
1101                        int turning_on)
1102 {
1103         struct cpuset trialcs;
1104         int err;
1105         int cpus_nonempty, balance_flag_changed;
1106
1107         trialcs = *cs;
1108         if (turning_on)
1109                 set_bit(bit, &trialcs.flags);
1110         else
1111                 clear_bit(bit, &trialcs.flags);
1112
1113         err = validate_change(cs, &trialcs);
1114         if (err < 0)
1115                 return err;
1116
1117         cpus_nonempty = !cpus_empty(trialcs.cpus_allowed);
1118         balance_flag_changed = (is_sched_load_balance(cs) !=
1119                                         is_sched_load_balance(&trialcs));
1120
1121         mutex_lock(&callback_mutex);
1122         cs->flags = trialcs.flags;
1123         mutex_unlock(&callback_mutex);
1124
1125         if (cpus_nonempty && balance_flag_changed)
1126                 rebuild_sched_domains();
1127
1128         return 0;
1129 }
1130
1131 /*
1132  * Frequency meter - How fast is some event occurring?
1133  *
1134  * These routines manage a digitally filtered, constant time based,
1135  * event frequency meter.  There are four routines:
1136  *   fmeter_init() - initialize a frequency meter.
1137  *   fmeter_markevent() - called each time the event happens.
1138  *   fmeter_getrate() - returns the recent rate of such events.
1139  *   fmeter_update() - internal routine used to update fmeter.
1140  *
1141  * A common data structure is passed to each of these routines,
1142  * which is used to keep track of the state required to manage the
1143  * frequency meter and its digital filter.
1144  *
1145  * The filter works on the number of events marked per unit time.
1146  * The filter is single-pole low-pass recursive (IIR).  The time unit
1147  * is 1 second.  Arithmetic is done using 32-bit integers scaled to
1148  * simulate 3 decimal digits of precision (multiplied by 1000).
1149  *
1150  * With an FM_COEF of 933, and a time base of 1 second, the filter
1151  * has a half-life of 10 seconds, meaning that if the events quit
1152  * happening, then the rate returned from the fmeter_getrate()
1153  * will be cut in half each 10 seconds, until it converges to zero.
1154  *
1155  * It is not worth doing a real infinitely recursive filter.  If more
1156  * than FM_MAXTICKS ticks have elapsed since the last filter event,
1157  * just compute FM_MAXTICKS ticks worth, by which point the level
1158  * will be stable.
1159  *
1160  * Limit the count of unprocessed events to FM_MAXCNT, so as to avoid
1161  * arithmetic overflow in the fmeter_update() routine.
1162  *
1163  * Given the simple 32 bit integer arithmetic used, this meter works
1164  * best for reporting rates between one per millisecond (msec) and
1165  * one per 32 (approx) seconds.  At constant rates faster than one
1166  * per msec it maxes out at values just under 1,000,000.  At constant
1167  * rates between one per msec, and one per second it will stabilize
1168  * to a value N*1000, where N is the rate of events per second.
1169  * At constant rates between one per second and one per 32 seconds,
1170  * it will be choppy, moving up on the seconds that have an event,
1171  * and then decaying until the next event.  At rates slower than
1172  * about one in 32 seconds, it decays all the way back to zero between
1173  * each event.
1174  */
1175
1176 #define FM_COEF 933             /* coefficient for half-life of 10 secs */
1177 #define FM_MAXTICKS ((time_t)99) /* useless computing more ticks than this */
1178 #define FM_MAXCNT 1000000       /* limit cnt to avoid overflow */
1179 #define FM_SCALE 1000           /* faux fixed point scale */
1180
1181 /* Initialize a frequency meter */
1182 static void fmeter_init(struct fmeter *fmp)
1183 {
1184         fmp->cnt = 0;
1185         fmp->val = 0;
1186         fmp->time = 0;
1187         spin_lock_init(&fmp->lock);
1188 }
1189
1190 /* Internal meter update - process cnt events and update value */
1191 static void fmeter_update(struct fmeter *fmp)
1192 {
1193         time_t now = get_seconds();
1194         time_t ticks = now - fmp->time;
1195
1196         if (ticks == 0)
1197                 return;
1198
1199         ticks = min(FM_MAXTICKS, ticks);
1200         while (ticks-- > 0)
1201                 fmp->val = (FM_COEF * fmp->val) / FM_SCALE;
1202         fmp->time = now;
1203
1204         fmp->val += ((FM_SCALE - FM_COEF) * fmp->cnt) / FM_SCALE;
1205         fmp->cnt = 0;
1206 }
1207
1208 /* Process any previous ticks, then bump cnt by one (times scale). */
1209 static void fmeter_markevent(struct fmeter *fmp)
1210 {
1211         spin_lock(&fmp->lock);
1212         fmeter_update(fmp);
1213         fmp->cnt = min(FM_MAXCNT, fmp->cnt + FM_SCALE);
1214         spin_unlock(&fmp->lock);
1215 }
1216
1217 /* Process any previous ticks, then return current value. */
1218 static int fmeter_getrate(struct fmeter *fmp)
1219 {
1220         int val;
1221
1222         spin_lock(&fmp->lock);
1223         fmeter_update(fmp);
1224         val = fmp->val;
1225         spin_unlock(&fmp->lock);
1226         return val;
1227 }
1228
1229 /* Called by cgroups to determine if a cpuset is usable; cgroup_mutex held */
1230 static int cpuset_can_attach(struct cgroup_subsys *ss,
1231                              struct cgroup *cont, struct task_struct *tsk)
1232 {
1233         struct cpuset *cs = cgroup_cs(cont);
1234
1235         if (cpus_empty(cs->cpus_allowed) || nodes_empty(cs->mems_allowed))
1236                 return -ENOSPC;
1237         if (tsk->flags & PF_THREAD_BOUND) {
1238                 cpumask_t mask;
1239
1240                 mutex_lock(&callback_mutex);
1241                 mask = cs->cpus_allowed;
1242                 mutex_unlock(&callback_mutex);
1243                 if (!cpus_equal(tsk->cpus_allowed, mask))
1244                         return -EINVAL;
1245         }
1246
1247         return security_task_setscheduler(tsk, 0, NULL);
1248 }
1249
1250 static void cpuset_attach(struct cgroup_subsys *ss,
1251                           struct cgroup *cont, struct cgroup *oldcont,
1252                           struct task_struct *tsk)
1253 {
1254         cpumask_t cpus;
1255         nodemask_t from, to;
1256         struct mm_struct *mm;
1257         struct cpuset *cs = cgroup_cs(cont);
1258         struct cpuset *oldcs = cgroup_cs(oldcont);
1259         int err;
1260
1261         mutex_lock(&callback_mutex);
1262         guarantee_online_cpus(cs, &cpus);
1263         err = set_cpus_allowed_ptr(tsk, &cpus);
1264         mutex_unlock(&callback_mutex);
1265         if (err)
1266                 return;
1267
1268         from = oldcs->mems_allowed;
1269         to = cs->mems_allowed;
1270         mm = get_task_mm(tsk);
1271         if (mm) {
1272                 mpol_rebind_mm(mm, &to);
1273                 if (is_memory_migrate(cs))
1274                         cpuset_migrate_mm(mm, &from, &to);
1275                 mmput(mm);
1276         }
1277
1278 }
1279
1280 /* The various types of files and directories in a cpuset file system */
1281
1282 typedef enum {
1283         FILE_MEMORY_MIGRATE,
1284         FILE_CPULIST,
1285         FILE_MEMLIST,
1286         FILE_CPU_EXCLUSIVE,
1287         FILE_MEM_EXCLUSIVE,
1288         FILE_MEM_HARDWALL,
1289         FILE_SCHED_LOAD_BALANCE,
1290         FILE_SCHED_RELAX_DOMAIN_LEVEL,
1291         FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED,
1292         FILE_MEMORY_PRESSURE,
1293         FILE_SPREAD_PAGE,
1294         FILE_SPREAD_SLAB,
1295 } cpuset_filetype_t;
1296
1297 static int cpuset_write_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft, u64 val)
1298 {
1299         int retval = 0;
1300         struct cpuset *cs = cgroup_cs(cgrp);
1301         cpuset_filetype_t type = cft->private;
1302
1303         if (!cgroup_lock_live_group(cgrp))
1304                 return -ENODEV;
1305
1306         switch (type) {
1307         case FILE_CPU_EXCLUSIVE:
1308                 retval = update_flag(CS_CPU_EXCLUSIVE, cs, val);
1309                 break;
1310         case FILE_MEM_EXCLUSIVE:
1311                 retval = update_flag(CS_MEM_EXCLUSIVE, cs, val);
1312                 break;
1313         case FILE_MEM_HARDWALL:
1314                 retval = update_flag(CS_MEM_HARDWALL, cs, val);
1315                 break;
1316         case FILE_SCHED_LOAD_BALANCE:
1317                 retval = update_flag(CS_SCHED_LOAD_BALANCE, cs, val);
1318                 break;
1319         case FILE_MEMORY_MIGRATE:
1320                 retval = update_flag(CS_MEMORY_MIGRATE, cs, val);
1321                 break;
1322         case FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED:
1323                 cpuset_memory_pressure_enabled = !!val;
1324                 break;
1325         case FILE_MEMORY_PRESSURE:
1326                 retval = -EACCES;
1327                 break;
1328         case FILE_SPREAD_PAGE:
1329                 retval = update_flag(CS_SPREAD_PAGE, cs, val);
1330                 cs->mems_generation = cpuset_mems_generation++;
1331                 break;
1332         case FILE_SPREAD_SLAB:
1333                 retval = update_flag(CS_SPREAD_SLAB, cs, val);
1334                 cs->mems_generation = cpuset_mems_generation++;
1335                 break;
1336         default:
1337                 retval = -EINVAL;
1338                 break;
1339         }
1340         cgroup_unlock();
1341         return retval;
1342 }
1343
1344 static int cpuset_write_s64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft, s64 val)
1345 {
1346         int retval = 0;
1347         struct cpuset *cs = cgroup_cs(cgrp);
1348         cpuset_filetype_t type = cft->private;
1349
1350         if (!cgroup_lock_live_group(cgrp))
1351                 return -ENODEV;
1352
1353         switch (type) {
1354         case FILE_SCHED_RELAX_DOMAIN_LEVEL:
1355                 retval = update_relax_domain_level(cs, val);
1356                 break;
1357         default:
1358                 retval = -EINVAL;
1359                 break;
1360         }
1361         cgroup_unlock();
1362         return retval;
1363 }
1364
1365 /*
1366  * Common handling for a write to a "cpus" or "mems" file.
1367  */
1368 static int cpuset_write_resmask(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
1369                                 const char *buf)
1370 {
1371         int retval = 0;
1372
1373         if (!cgroup_lock_live_group(cgrp))
1374                 return -ENODEV;
1375
1376         switch (cft->private) {
1377         case FILE_CPULIST:
1378                 retval = update_cpumask(cgroup_cs(cgrp), buf);
1379                 break;
1380         case FILE_MEMLIST:
1381                 retval = update_nodemask(cgroup_cs(cgrp), buf);
1382                 break;
1383         default:
1384                 retval = -EINVAL;
1385                 break;
1386         }
1387         cgroup_unlock();
1388         return retval;
1389 }
1390
1391 /*
1392  * These ascii lists should be read in a single call, by using a user
1393  * buffer large enough to hold the entire map.  If read in smaller
1394  * chunks, there is no guarantee of atomicity.  Since the display format
1395  * used, list of ranges of sequential numbers, is variable length,
1396  * and since these maps can change value dynamically, one could read
1397  * gibberish by doing partial reads while a list was changing.
1398  * A single large read to a buffer that crosses a page boundary is
1399  * ok, because the result being copied to user land is not recomputed
1400  * across a page fault.
1401  */
1402
1403 static int cpuset_sprintf_cpulist(char *page, struct cpuset *cs)
1404 {
1405         cpumask_t mask;
1406
1407         mutex_lock(&callback_mutex);
1408         mask = cs->cpus_allowed;
1409         mutex_unlock(&callback_mutex);
1410
1411         return cpulist_scnprintf(page, PAGE_SIZE, mask);
1412 }
1413
1414 static int cpuset_sprintf_memlist(char *page, struct cpuset *cs)
1415 {
1416         nodemask_t mask;
1417
1418         mutex_lock(&callback_mutex);
1419         mask = cs->mems_allowed;
1420         mutex_unlock(&callback_mutex);
1421
1422         return nodelist_scnprintf(page, PAGE_SIZE, mask);
1423 }
1424
1425 static ssize_t cpuset_common_file_read(struct cgroup *cont,
1426                                        struct cftype *cft,
1427                                        struct file *file,
1428                                        char __user *buf,
1429                                        size_t nbytes, loff_t *ppos)
1430 {
1431         struct cpuset *cs = cgroup_cs(cont);
1432         cpuset_filetype_t type = cft->private;
1433         char *page;
1434         ssize_t retval = 0;
1435         char *s;
1436
1437         if (!(page = (char *)__get_free_page(GFP_TEMPORARY)))
1438                 return -ENOMEM;
1439
1440         s = page;
1441
1442         switch (type) {
1443         case FILE_CPULIST:
1444                 s += cpuset_sprintf_cpulist(s, cs);
1445                 break;
1446         case FILE_MEMLIST:
1447                 s += cpuset_sprintf_memlist(s, cs);
1448                 break;
1449         default:
1450                 retval = -EINVAL;
1451                 goto out;
1452         }
1453         *s++ = '\n';
1454
1455         retval = simple_read_from_buffer(buf, nbytes, ppos, page, s - page);
1456 out:
1457         free_page((unsigned long)page);
1458         return retval;
1459 }
1460
1461 static u64 cpuset_read_u64(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
1462 {
1463         struct cpuset *cs = cgroup_cs(cont);
1464         cpuset_filetype_t type = cft->private;
1465         switch (type) {
1466         case FILE_CPU_EXCLUSIVE:
1467                 return is_cpu_exclusive(cs);
1468         case FILE_MEM_EXCLUSIVE:
1469                 return is_mem_exclusive(cs);
1470         case FILE_MEM_HARDWALL:
1471                 return is_mem_hardwall(cs);
1472         case FILE_SCHED_LOAD_BALANCE:
1473                 return is_sched_load_balance(cs);
1474         case FILE_MEMORY_MIGRATE:
1475                 return is_memory_migrate(cs);
1476         case FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED:
1477                 return cpuset_memory_pressure_enabled;
1478         case FILE_MEMORY_PRESSURE:
1479                 return fmeter_getrate(&cs->fmeter);
1480         case FILE_SPREAD_PAGE:
1481                 return is_spread_page(cs);
1482         case FILE_SPREAD_SLAB:
1483                 return is_spread_slab(cs);
1484         default:
1485                 BUG();
1486         }
1487 }
1488
1489 static s64 cpuset_read_s64(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
1490 {
1491         struct cpuset *cs = cgroup_cs(cont);
1492         cpuset_filetype_t type = cft->private;
1493         switch (type) {
1494         case FILE_SCHED_RELAX_DOMAIN_LEVEL:
1495                 return cs->relax_domain_level;
1496         default:
1497                 BUG();
1498         }
1499 }
1500
1501
1502 /*
1503  * for the common functions, 'private' gives the type of file
1504  */
1505
1506 static struct cftype files[] = {
1507         {
1508                 .name = "cpus",
1509                 .read = cpuset_common_file_read,
1510                 .write_string = cpuset_write_resmask,
1511                 .max_write_len = (100U + 6 * NR_CPUS),
1512                 .private = FILE_CPULIST,
1513         },
1514
1515         {
1516                 .name = "mems",
1517                 .read = cpuset_common_file_read,
1518                 .write_string = cpuset_write_resmask,
1519                 .max_write_len = (100U + 6 * MAX_NUMNODES),
1520                 .private = FILE_MEMLIST,
1521         },
1522
1523         {
1524                 .name = "cpu_exclusive",
1525                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1526                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1527                 .private = FILE_CPU_EXCLUSIVE,
1528         },
1529
1530         {
1531                 .name = "mem_exclusive",
1532                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1533                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1534                 .private = FILE_MEM_EXCLUSIVE,
1535         },
1536
1537         {
1538                 .name = "mem_hardwall",
1539                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1540                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1541                 .private = FILE_MEM_HARDWALL,
1542         },
1543
1544         {
1545                 .name = "sched_load_balance",
1546                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1547                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1548                 .private = FILE_SCHED_LOAD_BALANCE,
1549         },
1550
1551         {
1552                 .name = "sched_relax_domain_level",
1553                 .read_s64 = cpuset_read_s64,
1554                 .write_s64 = cpuset_write_s64,
1555                 .private = FILE_SCHED_RELAX_DOMAIN_LEVEL,
1556         },
1557
1558         {
1559                 .name = "memory_migrate",
1560                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1561                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1562                 .private = FILE_MEMORY_MIGRATE,
1563         },
1564
1565         {
1566                 .name = "memory_pressure",
1567                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1568                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1569                 .private = FILE_MEMORY_PRESSURE,
1570         },
1571
1572         {
1573                 .name = "memory_spread_page",
1574                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1575                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1576                 .private = FILE_SPREAD_PAGE,
1577         },
1578
1579         {
1580                 .name = "memory_spread_slab",
1581                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1582                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1583                 .private = FILE_SPREAD_SLAB,
1584         },
1585 };
1586
1587 static struct cftype cft_memory_pressure_enabled = {
1588         .name = "memory_pressure_enabled",
1589         .read_u64 = cpuset_read_u64,
1590         .write_u64 = cpuset_write_u64,
1591         .private = FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED,
1592 };
1593
1594 static int cpuset_populate(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cont)
1595 {
1596         int err;
1597
1598         err = cgroup_add_files(cont, ss, files, ARRAY_SIZE(files));
1599         if (err)
1600                 return err;
1601         /* memory_pressure_enabled is in root cpuset only */
1602         if (!cont->parent)
1603                 err = cgroup_add_file(cont, ss,
1604                                       &cft_memory_pressure_enabled);
1605         return err;
1606 }
1607
1608 /*
1609  * post_clone() is called at the end of cgroup_clone().
1610  * 'cgroup' was just created automatically as a result of
1611  * a cgroup_clone(), and the current task is about to
1612  * be moved into 'cgroup'.
1613  *
1614  * Currently we refuse to set up the cgroup - thereby
1615  * refusing the task to be entered, and as a result refusing
1616  * the sys_unshare() or clone() which initiated it - if any
1617  * sibling cpusets have exclusive cpus or mem.
1618  *
1619  * If this becomes a problem for some users who wish to
1620  * allow that scenario, then cpuset_post_clone() could be
1621  * changed to grant parent->cpus_allowed-sibling_cpus_exclusive
1622  * (and likewise for mems) to the new cgroup. Called with cgroup_mutex
1623  * held.
1624  */
1625 static void cpuset_post_clone(struct cgroup_subsys *ss,
1626                               struct cgroup *cgroup)
1627 {
1628         struct cgroup *parent, *child;
1629         struct cpuset *cs, *parent_cs;
1630
1631         parent = cgroup->parent;
1632         list_for_each_entry(child, &parent->children, sibling) {
1633                 cs = cgroup_cs(child);
1634                 if (is_mem_exclusive(cs) || is_cpu_exclusive(cs))
1635                         return;
1636         }
1637         cs = cgroup_cs(cgroup);
1638         parent_cs = cgroup_cs(parent);
1639
1640         cs->mems_allowed = parent_cs->mems_allowed;
1641         cs->cpus_allowed = parent_cs->cpus_allowed;
1642         return;
1643 }
1644
1645 /*
1646  *      cpuset_create - create a cpuset
1647  *      ss:     cpuset cgroup subsystem
1648  *      cont:   control group that the new cpuset will be part of
1649  */
1650
1651 static struct cgroup_subsys_state *cpuset_create(
1652         struct cgroup_subsys *ss,
1653         struct cgroup *cont)
1654 {
1655         struct cpuset *cs;
1656         struct cpuset *parent;
1657
1658         if (!cont->parent) {
1659                 /* This is early initialization for the top cgroup */
1660                 top_cpuset.mems_generation = cpuset_mems_generation++;
1661                 return &top_cpuset.css;
1662         }
1663         parent = cgroup_cs(cont->parent);
1664         cs = kmalloc(sizeof(*cs), GFP_KERNEL);
1665         if (!cs)
1666                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1667
1668         cpuset_update_task_memory_state();
1669         cs->flags = 0;
1670         if (is_spread_page(parent))
1671                 set_bit(CS_SPREAD_PAGE, &cs->flags);
1672         if (is_spread_slab(parent))
1673                 set_bit(CS_SPREAD_SLAB, &cs->flags);
1674         set_bit(CS_SCHED_LOAD_BALANCE, &cs->flags);
1675         cpus_clear(cs->cpus_allowed);
1676         nodes_clear(cs->mems_allowed);
1677         cs->mems_generation = cpuset_mems_generation++;
1678         fmeter_init(&cs->fmeter);
1679         cs->relax_domain_level = -1;
1680
1681         cs->parent = parent;
1682         number_of_cpusets++;
1683         return &cs->css ;
1684 }
1685
1686 /*
1687  * Locking note on the strange update_flag() call below:
1688  *
1689  * If the cpuset being removed has its flag 'sched_load_balance'
1690  * enabled, then simulate turning sched_load_balance off, which
1691  * will call rebuild_sched_domains().  The get_online_cpus()
1692  * call in rebuild_sched_domains() must not be made while holding
1693  * callback_mutex.  Elsewhere the kernel nests callback_mutex inside
1694  * get_online_cpus() calls.  So the reverse nesting would risk an
1695  * ABBA deadlock.
1696  */
1697
1698 static void cpuset_destroy(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cont)
1699 {
1700         struct cpuset *cs = cgroup_cs(cont);
1701
1702         cpuset_update_task_memory_state();
1703
1704         if (is_sched_load_balance(cs))
1705                 update_flag(CS_SCHED_LOAD_BALANCE, cs, 0);
1706
1707         number_of_cpusets--;
1708         kfree(cs);
1709 }
1710
1711 struct cgroup_subsys cpuset_subsys = {
1712         .name = "cpuset",
1713         .create = cpuset_create,
1714         .destroy  = cpuset_destroy,
1715         .can_attach = cpuset_can_attach,
1716         .attach = cpuset_attach,
1717         .populate = cpuset_populate,
1718         .post_clone = cpuset_post_clone,
1719         .subsys_id = cpuset_subsys_id,
1720         .early_init = 1,
1721 };
1722
1723 /*
1724  * cpuset_init_early - just enough so that the calls to
1725  * cpuset_update_task_memory_state() in early init code
1726  * are harmless.
1727  */
1728
1729 int __init cpuset_init_early(void)
1730 {
1731         top_cpuset.mems_generation = cpuset_mems_generation++;
1732         return 0;
1733 }
1734
1735
1736 /**
1737  * cpuset_init - initialize cpusets at system boot
1738  *
1739  * Description: Initialize top_cpuset and the cpuset internal file system,
1740  **/
1741
1742 int __init cpuset_init(void)
1743 {
1744         int err = 0;
1745
1746         cpus_setall(top_cpuset.cpus_allowed);
1747         nodes_setall(top_cpuset.mems_allowed);
1748
1749         fmeter_init(&top_cpuset.fmeter);
1750         top_cpuset.mems_generation = cpuset_mems_generation++;
1751         set_bit(CS_SCHED_LOAD_BALANCE, &top_cpuset.flags);
1752         top_cpuset.relax_domain_level = -1;
1753
1754         err = register_filesystem(&cpuset_fs_type);
1755         if (err < 0)
1756                 return err;
1757
1758         number_of_cpusets = 1;
1759         return 0;
1760 }
1761
1762 /**
1763  * cpuset_do_move_task - move a given task to another cpuset
1764  * @tsk: pointer to task_struct the task to move
1765  * @scan: struct cgroup_scanner contained in its struct cpuset_hotplug_scanner
1766  *
1767  * Called by cgroup_scan_tasks() for each task in a cgroup.
1768  * Return nonzero to stop the walk through the tasks.
1769  */
1770 static void cpuset_do_move_task(struct task_struct *tsk,
1771                                 struct cgroup_scanner *scan)
1772 {
1773         struct cpuset_hotplug_scanner *chsp;
1774
1775         chsp = container_of(scan, struct cpuset_hotplug_scanner, scan);
1776         cgroup_attach_task(chsp->to, tsk);
1777 }
1778
1779 /**
1780  * move_member_tasks_to_cpuset - move tasks from one cpuset to another
1781  * @from: cpuset in which the tasks currently reside
1782  * @to: cpuset to which the tasks will be moved
1783  *
1784  * Called with cgroup_mutex held
1785  * callback_mutex must not be held, as cpuset_attach() will take it.
1786  *
1787  * The cgroup_scan_tasks() function will scan all the tasks in a cgroup,
1788  * calling callback functions for each.
1789  */
1790 static void move_member_tasks_to_cpuset(struct cpuset *from, struct cpuset *to)
1791 {
1792         struct cpuset_hotplug_scanner scan;
1793
1794         scan.scan.cg = from->css.cgroup;
1795         scan.scan.test_task = NULL; /* select all tasks in cgroup */
1796         scan.scan.process_task = cpuset_do_move_task;
1797         scan.scan.heap = NULL;
1798         scan.to = to->css.cgroup;
1799
1800         if (cgroup_scan_tasks((struct cgroup_scanner *)&scan))
1801                 printk(KERN_ERR "move_member_tasks_to_cpuset: "
1802                                 "cgroup_scan_tasks failed\n");
1803 }
1804
1805 /*
1806  * If common_cpu_mem_hotplug_unplug(), below, unplugs any CPUs
1807  * or memory nodes, we need to walk over the cpuset hierarchy,
1808  * removing that CPU or node from all cpusets.  If this removes the
1809  * last CPU or node from a cpuset, then move the tasks in the empty
1810  * cpuset to its next-highest non-empty parent.
1811  *
1812  * Called with cgroup_mutex held
1813  * callback_mutex must not be held, as cpuset_attach() will take it.
1814  */
1815 static void remove_tasks_in_empty_cpuset(struct cpuset *cs)
1816 {
1817         struct cpuset *parent;
1818
1819         /*
1820          * The cgroup's css_sets list is in use if there are tasks
1821          * in the cpuset; the list is empty if there are none;
1822          * the cs->css.refcnt seems always 0.
1823          */
1824         if (list_empty(&cs->css.cgroup->css_sets))
1825                 return;
1826
1827         /*
1828          * Find its next-highest non-empty parent, (top cpuset
1829          * has online cpus, so can't be empty).
1830          */
1831         parent = cs->parent;
1832         while (cpus_empty(parent->cpus_allowed) ||
1833                         nodes_empty(parent->mems_allowed))
1834                 parent = parent->parent;
1835
1836         move_member_tasks_to_cpuset(cs, parent);
1837 }
1838
1839 /*
1840  * Walk the specified cpuset subtree and look for empty cpusets.
1841  * The tasks of such cpuset must be moved to a parent cpuset.
1842  *
1843  * Called with cgroup_mutex held.  We take callback_mutex to modify
1844  * cpus_allowed and mems_allowed.
1845  *
1846  * This walk processes the tree from top to bottom, completing one layer
1847  * before dropping down to the next.  It always processes a node before
1848  * any of its children.
1849  *
1850  * For now, since we lack memory hot unplug, we'll never see a cpuset
1851  * that has tasks along with an empty 'mems'.  But if we did see such
1852  * a cpuset, we'd handle it just like we do if its 'cpus' was empty.
1853  */
1854 static void scan_for_empty_cpusets(const struct cpuset *root)
1855 {
1856         struct cpuset *cp;      /* scans cpusets being updated */
1857         struct cpuset *child;   /* scans child cpusets of cp */
1858         struct list_head queue;
1859         struct cgroup *cont;
1860         nodemask_t oldmems;
1861
1862         INIT_LIST_HEAD(&queue);
1863
1864         list_add_tail((struct list_head *)&root->stack_list, &queue);
1865
1866         while (!list_empty(&queue)) {
1867                 cp = container_of(queue.next, struct cpuset, stack_list);
1868                 list_del(queue.next);
1869                 list_for_each_entry(cont, &cp->css.cgroup->children, sibling) {
1870                         child = cgroup_cs(cont);
1871                         list_add_tail(&child->stack_list, &queue);
1872                 }
1873                 cont = cp->css.cgroup;
1874
1875                 /* Continue past cpusets with all cpus, mems online */
1876                 if (cpus_subset(cp->cpus_allowed, cpu_online_map) &&
1877                     nodes_subset(cp->mems_allowed, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
1878                         continue;
1879
1880                 oldmems = cp->mems_allowed;
1881
1882                 /* Remove offline cpus and mems from this cpuset. */
1883                 mutex_lock(&callback_mutex);
1884                 cpus_and(cp->cpus_allowed, cp->cpus_allowed, cpu_online_map);
1885                 nodes_and(cp->mems_allowed, cp->mems_allowed,
1886                                                 node_states[N_HIGH_MEMORY]);
1887                 mutex_unlock(&callback_mutex);
1888
1889                 /* Move tasks from the empty cpuset to a parent */
1890                 if (cpus_empty(cp->cpus_allowed) ||
1891                      nodes_empty(cp->mems_allowed))
1892                         remove_tasks_in_empty_cpuset(cp);
1893                 else {
1894                         update_tasks_cpumask(cp);
1895                         update_tasks_nodemask(cp, &oldmems);
1896                 }
1897         }
1898 }
1899
1900 /*
1901  * The cpus_allowed and mems_allowed nodemasks in the top_cpuset track
1902  * cpu_online_map and node_states[N_HIGH_MEMORY].  Force the top cpuset to
1903  * track what's online after any CPU or memory node hotplug or unplug event.
1904  *
1905  * Since there are two callers of this routine, one for CPU hotplug
1906  * events and one for memory node hotplug events, we could have coded
1907  * two separate routines here.  We code it as a single common routine
1908  * in order to minimize text size.
1909  */
1910
1911 static void common_cpu_mem_hotplug_unplug(int rebuild_sd)
1912 {
1913         cgroup_lock();
1914
1915         top_cpuset.cpus_allowed = cpu_online_map;
1916         top_cpuset.mems_allowed = node_states[N_HIGH_MEMORY];
1917         scan_for_empty_cpusets(&top_cpuset);
1918
1919         /*
1920          * Scheduler destroys domains on hotplug events.
1921          * Rebuild them based on the current settings.
1922          */
1923         if (rebuild_sd)
1924                 rebuild_sched_domains();
1925
1926         cgroup_unlock();
1927 }
1928
1929 /*
1930  * The top_cpuset tracks what CPUs and Memory Nodes are online,
1931  * period.  This is necessary in order to make cpusets transparent
1932  * (of no affect) on systems that are actively using CPU hotplug
1933  * but making no active use of cpusets.
1934  *
1935  * This routine ensures that top_cpuset.cpus_allowed tracks
1936  * cpu_online_map on each CPU hotplug (cpuhp) event.
1937  */
1938
1939 static int cpuset_handle_cpuhp(struct notifier_block *unused_nb,
1940                                 unsigned long phase, void *unused_cpu)
1941 {
1942         switch (phase) {
1943         case CPU_UP_CANCELED:
1944         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1945         case CPU_DOWN_FAILED:
1946         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
1947         case CPU_ONLINE:
1948         case CPU_ONLINE_FROZEN:
1949         case CPU_DEAD:
1950         case CPU_DEAD_FROZEN:
1951                 common_cpu_mem_hotplug_unplug(1);
1952                 break;
1953         default:
1954                 return NOTIFY_DONE;
1955         }
1956
1957         return NOTIFY_OK;
1958 }
1959
1960 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1961 /*
1962  * Keep top_cpuset.mems_allowed tracking node_states[N_HIGH_MEMORY].
1963  * Call this routine anytime after you change
1964  * node_states[N_HIGH_MEMORY].
1965  * See also the previous routine cpuset_handle_cpuhp().
1966  */
1967
1968 void cpuset_track_online_nodes(void)
1969 {
1970         common_cpu_mem_hotplug_unplug(0);
1971 }
1972 #endif
1973
1974 /**
1975  * cpuset_init_smp - initialize cpus_allowed
1976  *
1977  * Description: Finish top cpuset after cpu, node maps are initialized
1978  **/
1979
1980 void __init cpuset_init_smp(void)
1981 {
1982         top_cpuset.cpus_allowed = cpu_online_map;
1983         top_cpuset.mems_allowed = node_states[N_HIGH_MEMORY];
1984
1985         hotcpu_notifier(cpuset_handle_cpuhp, 0);
1986 }
1987
1988 /**
1989  * cpuset_cpus_allowed - return cpus_allowed mask from a tasks cpuset.
1990  * @tsk: pointer to task_struct from which to obtain cpuset->cpus_allowed.
1991  * @pmask: pointer to cpumask_t variable to receive cpus_allowed set.
1992  *
1993  * Description: Returns the cpumask_t cpus_allowed of the cpuset
1994  * attached to the specified @tsk.  Guaranteed to return some non-empty
1995  * subset of cpu_online_map, even if this means going outside the
1996  * tasks cpuset.
1997  **/
1998
1999 void cpuset_cpus_allowed(struct task_struct *tsk, cpumask_t *pmask)
2000 {
2001         mutex_lock(&callback_mutex);
2002         cpuset_cpus_allowed_locked(tsk, pmask);
2003         mutex_unlock(&callback_mutex);
2004 }
2005
2006 /**
2007  * cpuset_cpus_allowed_locked - return cpus_allowed mask from a tasks cpuset.
2008  * Must be called with callback_mutex held.
2009  **/
2010 void cpuset_cpus_allowed_locked(struct task_struct *tsk, cpumask_t *pmask)
2011 {
2012         task_lock(tsk);
2013         guarantee_online_cpus(task_cs(tsk), pmask);
2014         task_unlock(tsk);
2015 }
2016
2017 void cpuset_init_current_mems_allowed(void)
2018 {
2019         nodes_setall(current->mems_allowed);
2020 }
2021
2022 /**
2023  * cpuset_mems_allowed - return mems_allowed mask from a tasks cpuset.
2024  * @tsk: pointer to task_struct from which to obtain cpuset->mems_allowed.
2025  *
2026  * Description: Returns the nodemask_t mems_allowed of the cpuset
2027  * attached to the specified @tsk.  Guaranteed to return some non-empty
2028  * subset of node_states[N_HIGH_MEMORY], even if this means going outside the
2029  * tasks cpuset.
2030  **/
2031
2032 nodemask_t cpuset_mems_allowed(struct task_struct *tsk)
2033 {
2034         nodemask_t mask;
2035
2036         mutex_lock(&callback_mutex);
2037         task_lock(tsk);
2038         guarantee_online_mems(task_cs(tsk), &mask);
2039         task_unlock(tsk);
2040         mutex_unlock(&callback_mutex);
2041
2042         return mask;
2043 }
2044
2045 /**
2046  * cpuset_nodemask_valid_mems_allowed - check nodemask vs. curremt mems_allowed
2047  * @nodemask: the nodemask to be checked
2048  *
2049  * Are any of the nodes in the nodemask allowed in current->mems_allowed?
2050  */
2051 int cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(nodemask_t *nodemask)
2052 {
2053         return nodes_intersects(*nodemask, current->mems_allowed);
2054 }
2055
2056 /*
2057  * nearest_hardwall_ancestor() - Returns the nearest mem_exclusive or
2058  * mem_hardwall ancestor to the specified cpuset.  Call holding
2059  * callback_mutex.  If no ancestor is mem_exclusive or mem_hardwall
2060  * (an unusual configuration), then returns the root cpuset.
2061  */
2062 static const struct cpuset *nearest_hardwall_ancestor(const struct cpuset *cs)
2063 {
2064         while (!(is_mem_exclusive(cs) || is_mem_hardwall(cs)) && cs->parent)
2065                 cs = cs->parent;
2066         return cs;
2067 }
2068
2069 /**
2070  * cpuset_zone_allowed_softwall - Can we allocate on zone z's memory node?
2071  * @z: is this zone on an allowed node?
2072  * @gfp_mask: memory allocation flags
2073  *
2074  * If we're in interrupt, yes, we can always allocate.  If
2075  * __GFP_THISNODE is set, yes, we can always allocate.  If zone
2076  * z's node is in our tasks mems_allowed, yes.  If it's not a
2077  * __GFP_HARDWALL request and this zone's nodes is in the nearest
2078  * hardwalled cpuset ancestor to this tasks cpuset, yes.
2079  * If the task has been OOM killed and has access to memory reserves
2080  * as specified by the TIF_MEMDIE flag, yes.
2081  * Otherwise, no.
2082  *
2083  * If __GFP_HARDWALL is set, cpuset_zone_allowed_softwall()
2084  * reduces to cpuset_zone_allowed_hardwall().  Otherwise,
2085  * cpuset_zone_allowed_softwall() might sleep, and might allow a zone
2086  * from an enclosing cpuset.
2087  *
2088  * cpuset_zone_allowed_hardwall() only handles the simpler case of
2089  * hardwall cpusets, and never sleeps.
2090  *
2091  * The __GFP_THISNODE placement logic is really handled elsewhere,
2092  * by forcibly using a zonelist starting at a specified node, and by
2093  * (in get_page_from_freelist()) refusing to consider the zones for
2094  * any node on the zonelist except the first.  By the time any such
2095  * calls get to this routine, we should just shut up and say 'yes'.
2096  *
2097  * GFP_USER allocations are marked with the __GFP_HARDWALL bit,
2098  * and do not allow allocations outside the current tasks cpuset
2099  * unless the task has been OOM killed as is marked TIF_MEMDIE.
2100  * GFP_KERNEL allocations are not so marked, so can escape to the
2101  * nearest enclosing hardwalled ancestor cpuset.
2102  *
2103  * Scanning up parent cpusets requires callback_mutex.  The
2104  * __alloc_pages() routine only calls here with __GFP_HARDWALL bit
2105  * _not_ set if it's a GFP_KERNEL allocation, and all nodes in the
2106  * current tasks mems_allowed came up empty on the first pass over
2107  * the zonelist.  So only GFP_KERNEL allocations, if all nodes in the
2108  * cpuset are short of memory, might require taking the callback_mutex
2109  * mutex.
2110  *
2111  * The first call here from mm/page_alloc:get_page_from_freelist()
2112  * has __GFP_HARDWALL set in gfp_mask, enforcing hardwall cpusets,
2113  * so no allocation on a node outside the cpuset is allowed (unless
2114  * in interrupt, of course).
2115  *
2116  * The second pass through get_page_from_freelist() doesn't even call
2117  * here for GFP_ATOMIC calls.  For those calls, the __alloc_pages()
2118  * variable 'wait' is not set, and the bit ALLOC_CPUSET is not set
2119  * in alloc_flags.  That logic and the checks below have the combined
2120  * affect that:
2121  *      in_interrupt - any node ok (current task context irrelevant)
2122  *      GFP_ATOMIC   - any node ok
2123  *      TIF_MEMDIE   - any node ok
2124  *      GFP_KERNEL   - any node in enclosing hardwalled cpuset ok
2125  *      GFP_USER     - only nodes in current tasks mems allowed ok.
2126  *
2127  * Rule:
2128  *    Don't call cpuset_zone_allowed_softwall if you can't sleep, unless you
2129  *    pass in the __GFP_HARDWALL flag set in gfp_flag, which disables
2130  *    the code that might scan up ancestor cpusets and sleep.
2131  */
2132
2133 int __cpuset_zone_allowed_softwall(struct zone *z, gfp_t gfp_mask)
2134 {
2135         int node;                       /* node that zone z is on */
2136         const struct cpuset *cs;        /* current cpuset ancestors */
2137         int allowed;                    /* is allocation in zone z allowed? */
2138
2139         if (in_interrupt() || (gfp_mask & __GFP_THISNODE))
2140                 return 1;
2141         node = zone_to_nid(z);
2142         might_sleep_if(!(gfp_mask & __GFP_HARDWALL));
2143         if (node_isset(node, current->mems_allowed))
2144                 return 1;
2145         /*
2146          * Allow tasks that have access to memory reserves because they have
2147          * been OOM killed to get memory anywhere.
2148          */
2149         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
2150                 return 1;
2151         if (gfp_mask & __GFP_HARDWALL)  /* If hardwall request, stop here */
2152                 return 0;
2153
2154         if (current->flags & PF_EXITING) /* Let dying task have memory */
2155                 return 1;
2156
2157         /* Not hardwall and node outside mems_allowed: scan up cpusets */
2158         mutex_lock(&callback_mutex);
2159
2160         task_lock(current);
2161         cs = nearest_hardwall_ancestor(task_cs(current));
2162         task_unlock(current);
2163
2164         allowed = node_isset(node, cs->mems_allowed);
2165         mutex_unlock(&callback_mutex);
2166         return allowed;
2167 }
2168
2169 /*
2170  * cpuset_zone_allowed_hardwall - Can we allocate on zone z's memory node?
2171  * @z: is this zone on an allowed node?
2172  * @gfp_mask: memory allocation flags
2173  *
2174  * If we're in interrupt, yes, we can always allocate.
2175  * If __GFP_THISNODE is set, yes, we can always allocate.  If zone
2176  * z's node is in our tasks mems_allowed, yes.   If the task has been
2177  * OOM killed and has access to memory reserves as specified by the
2178  * TIF_MEMDIE flag, yes.  Otherwise, no.
2179  *
2180  * The __GFP_THISNODE placement logic is really handled elsewhere,
2181  * by forcibly using a zonelist starting at a specified node, and by
2182  * (in get_page_from_freelist()) refusing to consider the zones for
2183  * any node on the zonelist except the first.  By the time any such
2184  * calls get to this routine, we should just shut up and say 'yes'.
2185  *
2186  * Unlike the cpuset_zone_allowed_softwall() variant, above,
2187  * this variant requires that the zone be in the current tasks
2188  * mems_allowed or that we're in interrupt.  It does not scan up the
2189  * cpuset hierarchy for the nearest enclosing mem_exclusive cpuset.
2190  * It never sleeps.
2191  */
2192
2193 int __cpuset_zone_allowed_hardwall(struct zone *z, gfp_t gfp_mask)
2194 {
2195         int node;                       /* node that zone z is on */
2196
2197         if (in_interrupt() || (gfp_mask & __GFP_THISNODE))
2198                 return 1;
2199         node = zone_to_nid(z);
2200         if (node_isset(node, current->mems_allowed))
2201                 return 1;
2202         /*
2203          * Allow tasks that have access to memory reserves because they have
2204          * been OOM killed to get memory anywhere.
2205          */
2206         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
2207                 return 1;
2208         return 0;
2209 }
2210
2211 /**
2212  * cpuset_lock - lock out any changes to cpuset structures
2213  *
2214  * The out of memory (oom) code needs to mutex_lock cpusets
2215  * from being changed while it scans the tasklist looking for a
2216  * task in an overlapping cpuset.  Expose callback_mutex via this
2217  * cpuset_lock() routine, so the oom code can lock it, before
2218  * locking the task list.  The tasklist_lock is a spinlock, so
2219  * must be taken inside callback_mutex.
2220  */
2221
2222 void cpuset_lock(void)
2223 {
2224         mutex_lock(&callback_mutex);
2225 }
2226
2227 /**
2228  * cpuset_unlock - release lock on cpuset changes
2229  *
2230  * Undo the lock taken in a previous cpuset_lock() call.
2231  */
2232
2233 void cpuset_unlock(void)
2234 {
2235         mutex_unlock(&callback_mutex);
2236 }
2237
2238 /**
2239  * cpuset_mem_spread_node() - On which node to begin search for a page
2240  *
2241  * If a task is marked PF_SPREAD_PAGE or PF_SPREAD_SLAB (as for
2242  * tasks in a cpuset with is_spread_page or is_spread_slab set),
2243  * and if the memory allocation used cpuset_mem_spread_node()
2244  * to determine on which node to start looking, as it will for
2245  * certain page cache or slab cache pages such as used for file
2246  * system buffers and inode caches, then instead of starting on the
2247  * local node to look for a free page, rather spread the starting
2248  * node around the tasks mems_allowed nodes.
2249  *
2250  * We don't have to worry about the returned node being offline
2251  * because "it can't happen", and even if it did, it would be ok.
2252  *
2253  * The routines calling guarantee_online_mems() are careful to
2254  * only set nodes in task->mems_allowed that are online.  So it
2255  * should not be possible for the following code to return an
2256  * offline node.  But if it did, that would be ok, as this routine
2257  * is not returning the node where the allocation must be, only
2258  * the node where the search should start.  The zonelist passed to
2259  * __alloc_pages() will include all nodes.  If the slab allocator
2260  * is passed an offline node, it will fall back to the local node.
2261  * See kmem_cache_alloc_node().
2262  */
2263
2264 int cpuset_mem_spread_node(void)
2265 {
2266         int node;
2267
2268         node = next_node(current->cpuset_mem_spread_rotor, current->mems_allowed);
2269         if (node == MAX_NUMNODES)
2270                 node = first_node(current->mems_allowed);
2271         current->cpuset_mem_spread_rotor = node;
2272         return node;
2273 }
2274 EXPORT_SYMBOL_GPL(cpuset_mem_spread_node);
2275
2276 /**
2277  * cpuset_mems_allowed_intersects - Does @tsk1's mems_allowed intersect @tsk2's?
2278  * @tsk1: pointer to task_struct of some task.
2279  * @tsk2: pointer to task_struct of some other task.
2280  *
2281  * Description: Return true if @tsk1's mems_allowed intersects the
2282  * mems_allowed of @tsk2.  Used by the OOM killer to determine if
2283  * one of the task's memory usage might impact the memory available
2284  * to the other.
2285  **/
2286
2287 int cpuset_mems_allowed_intersects(const struct task_struct *tsk1,
2288                                    const struct task_struct *tsk2)
2289 {
2290         return nodes_intersects(tsk1->mems_allowed, tsk2->mems_allowed);
2291 }
2292
2293 /*
2294  * Collection of memory_pressure is suppressed unless
2295  * this flag is enabled by writing "1" to the special
2296  * cpuset file 'memory_pressure_enabled' in the root cpuset.
2297  */
2298
2299 int cpuset_memory_pressure_enabled __read_mostly;
2300
2301 /**
2302  * cpuset_memory_pressure_bump - keep stats of per-cpuset reclaims.
2303  *
2304  * Keep a running average of the rate of synchronous (direct)
2305  * page reclaim efforts initiated by tasks in each cpuset.
2306  *
2307  * This represents the rate at which some task in the cpuset
2308  * ran low on memory on all nodes it was allowed to use, and
2309  * had to enter the kernels page reclaim code in an effort to
2310  * create more free memory by tossing clean pages or swapping
2311  * or writing dirty pages.
2312  *
2313  * Display to user space in the per-cpuset read-only file
2314  * "memory_pressure".  Value displayed is an integer
2315  * representing the recent rate of entry into the synchronous
2316  * (direct) page reclaim by any task attached to the cpuset.
2317  **/
2318
2319 void __cpuset_memory_pressure_bump(void)
2320 {
2321         task_lock(current);
2322         fmeter_markevent(&task_cs(current)->fmeter);
2323         task_unlock(current);
2324 }
2325
2326 #ifdef CONFIG_PROC_PID_CPUSET
2327 /*
2328  * proc_cpuset_show()
2329  *  - Print tasks cpuset path into seq_file.
2330  *  - Used for /proc/<pid>/cpuset.
2331  *  - No need to task_lock(tsk) on this tsk->cpuset reference, as it
2332  *    doesn't really matter if tsk->cpuset changes after we read it,
2333  *    and we take cgroup_mutex, keeping cpuset_attach() from changing it
2334  *    anyway.
2335  */
2336 static int proc_cpuset_show(struct seq_file *m, void *unused_v)
2337 {
2338         struct pid *pid;
2339         struct task_struct *tsk;
2340         char *buf;
2341         struct cgroup_subsys_state *css;
2342         int retval;
2343
2344         retval = -ENOMEM;
2345         buf = kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
2346         if (!buf)
2347                 goto out;
2348
2349         retval = -ESRCH;
2350         pid = m->private;
2351         tsk = get_pid_task(pid, PIDTYPE_PID);
2352         if (!tsk)
2353                 goto out_free;
2354
2355         retval = -EINVAL;
2356         cgroup_lock();
2357         css = task_subsys_state(tsk, cpuset_subsys_id);
2358         retval = cgroup_path(css->cgroup, buf, PAGE_SIZE);
2359         if (retval < 0)
2360                 goto out_unlock;
2361         seq_puts(m, buf);
2362         seq_putc(m, '\n');
2363 out_unlock:
2364         cgroup_unlock();
2365         put_task_struct(tsk);
2366 out_free:
2367         kfree(buf);
2368 out:
2369         return retval;
2370 }
2371
2372 static int cpuset_open(struct inode *inode, struct file *file)
2373 {
2374         struct pid *pid = PROC_I(inode)->pid;
2375         return single_open(file, proc_cpuset_show, pid);
2376 }
2377
2378 const struct file_operations proc_cpuset_operations = {
2379         .open           = cpuset_open,
2380         .read           = seq_read,
2381         .llseek         = seq_lseek,
2382         .release        = single_release,
2383 };
2384 #endif /* CONFIG_PROC_PID_CPUSET */
2385
2386 /* Display task cpus_allowed, mems_allowed in /proc/<pid>/status file. */
2387 void cpuset_task_status_allowed(struct seq_file *m, struct task_struct *task)
2388 {
2389         seq_printf(m, "Cpus_allowed:\t");
2390         m->count += cpumask_scnprintf(m->buf + m->count, m->size - m->count,
2391                                         task->cpus_allowed);
2392         seq_printf(m, "\n");
2393         seq_printf(m, "Cpus_allowed_list:\t");
2394         m->count += cpulist_scnprintf(m->buf + m->count, m->size - m->count,
2395                                         task->cpus_allowed);
2396         seq_printf(m, "\n");
2397         seq_printf(m, "Mems_allowed:\t");
2398         m->count += nodemask_scnprintf(m->buf + m->count, m->size - m->count,
2399                                         task->mems_allowed);
2400         seq_printf(m, "\n");
2401         seq_printf(m, "Mems_allowed_list:\t");
2402         m->count += nodelist_scnprintf(m->buf + m->count, m->size - m->count,
2403                                         task->mems_allowed);
2404         seq_printf(m, "\n");
2405 }