cpuset: don't pass empty cpumasks to partition_sched_domains()
[safe/jmp/linux-2.6] / 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
614                 if (cpus_empty(cp->cpus_allowed))
615                         continue;
616
617                 if (is_sched_load_balance(cp))
618                         csa[csn++] = cp;
619
620                 list_for_each_entry(cont, &cp->css.cgroup->children, sibling) {
621                         child = cgroup_cs(cont);
622                         __kfifo_put(q, (void *)&child, sizeof(cp));
623                 }
624         }
625
626         for (i = 0; i < csn; i++)
627                 csa[i]->pn = i;
628         ndoms = csn;
629
630 restart:
631         /* Find the best partition (set of sched domains) */
632         for (i = 0; i < csn; i++) {
633                 struct cpuset *a = csa[i];
634                 int apn = a->pn;
635
636                 for (j = 0; j < csn; j++) {
637                         struct cpuset *b = csa[j];
638                         int bpn = b->pn;
639
640                         if (apn != bpn && cpusets_overlap(a, b)) {
641                                 for (k = 0; k < csn; k++) {
642                                         struct cpuset *c = csa[k];
643
644                                         if (c->pn == bpn)
645                                                 c->pn = apn;
646                                 }
647                                 ndoms--;        /* one less element */
648                                 goto restart;
649                         }
650                 }
651         }
652
653         /* Convert <csn, csa> to <ndoms, doms> */
654         doms = kmalloc(ndoms * sizeof(cpumask_t), GFP_KERNEL);
655         if (!doms)
656                 goto rebuild;
657         dattr = kmalloc(ndoms * sizeof(struct sched_domain_attr), GFP_KERNEL);
658
659         for (nslot = 0, i = 0; i < csn; i++) {
660                 struct cpuset *a = csa[i];
661                 int apn = a->pn;
662
663                 if (apn >= 0) {
664                         cpumask_t *dp = doms + nslot;
665
666                         if (nslot == ndoms) {
667                                 static int warnings = 10;
668                                 if (warnings) {
669                                         printk(KERN_WARNING
670                                          "rebuild_sched_domains confused:"
671                                           " nslot %d, ndoms %d, csn %d, i %d,"
672                                           " apn %d\n",
673                                           nslot, ndoms, csn, i, apn);
674                                         warnings--;
675                                 }
676                                 continue;
677                         }
678
679                         cpus_clear(*dp);
680                         if (dattr)
681                                 *(dattr + nslot) = SD_ATTR_INIT;
682                         for (j = i; j < csn; j++) {
683                                 struct cpuset *b = csa[j];
684
685                                 if (apn == b->pn) {
686                                         cpus_or(*dp, *dp, b->cpus_allowed);
687                                         b->pn = -1;
688                                         if (dattr)
689                                                 update_domain_attr(dattr
690                                                                    + nslot, b);
691                                 }
692                         }
693                         nslot++;
694                 }
695         }
696         BUG_ON(nslot != ndoms);
697
698 rebuild:
699         /* Have scheduler rebuild sched domains */
700         get_online_cpus();
701         partition_sched_domains(ndoms, doms, dattr);
702         put_online_cpus();
703
704 done:
705         if (q && !IS_ERR(q))
706                 kfifo_free(q);
707         kfree(csa);
708         /* Don't kfree(doms) -- partition_sched_domains() does that. */
709         /* Don't kfree(dattr) -- partition_sched_domains() does that. */
710 }
711
712 static inline int started_after_time(struct task_struct *t1,
713                                      struct timespec *time,
714                                      struct task_struct *t2)
715 {
716         int start_diff = timespec_compare(&t1->start_time, time);
717         if (start_diff > 0) {
718                 return 1;
719         } else if (start_diff < 0) {
720                 return 0;
721         } else {
722                 /*
723                  * Arbitrarily, if two processes started at the same
724                  * time, we'll say that the lower pointer value
725                  * started first. Note that t2 may have exited by now
726                  * so this may not be a valid pointer any longer, but
727                  * that's fine - it still serves to distinguish
728                  * between two tasks started (effectively)
729                  * simultaneously.
730                  */
731                 return t1 > t2;
732         }
733 }
734
735 static inline int started_after(void *p1, void *p2)
736 {
737         struct task_struct *t1 = p1;
738         struct task_struct *t2 = p2;
739         return started_after_time(t1, &t2->start_time, t2);
740 }
741
742 /**
743  * cpuset_test_cpumask - test a task's cpus_allowed versus its cpuset's
744  * @tsk: task to test
745  * @scan: struct cgroup_scanner contained in its struct cpuset_hotplug_scanner
746  *
747  * Call with cgroup_mutex held.  May take callback_mutex during call.
748  * Called for each task in a cgroup by cgroup_scan_tasks().
749  * Return nonzero if this tasks's cpus_allowed mask should be changed (in other
750  * words, if its mask is not equal to its cpuset's mask).
751  */
752 static int cpuset_test_cpumask(struct task_struct *tsk,
753                                struct cgroup_scanner *scan)
754 {
755         return !cpus_equal(tsk->cpus_allowed,
756                         (cgroup_cs(scan->cg))->cpus_allowed);
757 }
758
759 /**
760  * cpuset_change_cpumask - make a task's cpus_allowed the same as its cpuset's
761  * @tsk: task to test
762  * @scan: struct cgroup_scanner containing the cgroup of the task
763  *
764  * Called by cgroup_scan_tasks() for each task in a cgroup whose
765  * cpus_allowed mask needs to be changed.
766  *
767  * We don't need to re-check for the cgroup/cpuset membership, since we're
768  * holding cgroup_lock() at this point.
769  */
770 static void cpuset_change_cpumask(struct task_struct *tsk,
771                                   struct cgroup_scanner *scan)
772 {
773         set_cpus_allowed_ptr(tsk, &((cgroup_cs(scan->cg))->cpus_allowed));
774 }
775
776 /**
777  * update_tasks_cpumask - Update the cpumasks of tasks in the cpuset.
778  * @cs: the cpuset in which each task's cpus_allowed mask needs to be changed
779  *
780  * Called with cgroup_mutex held
781  *
782  * The cgroup_scan_tasks() function will scan all the tasks in a cgroup,
783  * calling callback functions for each.
784  *
785  * Return 0 if successful, -errno if not.
786  */
787 static int update_tasks_cpumask(struct cpuset *cs)
788 {
789         struct cgroup_scanner scan;
790         struct ptr_heap heap;
791         int retval;
792
793         retval = heap_init(&heap, PAGE_SIZE, GFP_KERNEL, &started_after);
794         if (retval)
795                 return retval;
796
797         scan.cg = cs->css.cgroup;
798         scan.test_task = cpuset_test_cpumask;
799         scan.process_task = cpuset_change_cpumask;
800         scan.heap = &heap;
801         retval = cgroup_scan_tasks(&scan);
802
803         heap_free(&heap);
804         return retval;
805 }
806
807 /**
808  * update_cpumask - update the cpus_allowed mask of a cpuset and all tasks in it
809  * @cs: the cpuset to consider
810  * @buf: buffer of cpu numbers written to this cpuset
811  */
812 static int update_cpumask(struct cpuset *cs, const char *buf)
813 {
814         struct cpuset trialcs;
815         int retval;
816         int is_load_balanced;
817
818         /* top_cpuset.cpus_allowed tracks cpu_online_map; it's read-only */
819         if (cs == &top_cpuset)
820                 return -EACCES;
821
822         trialcs = *cs;
823
824         /*
825          * An empty cpus_allowed is ok only if the cpuset has no tasks.
826          * Since cpulist_parse() fails on an empty mask, we special case
827          * that parsing.  The validate_change() call ensures that cpusets
828          * with tasks have cpus.
829          */
830         if (!*buf) {
831                 cpus_clear(trialcs.cpus_allowed);
832         } else {
833                 retval = cpulist_parse(buf, trialcs.cpus_allowed);
834                 if (retval < 0)
835                         return retval;
836
837                 if (!cpus_subset(trialcs.cpus_allowed, cpu_online_map))
838                         return -EINVAL;
839         }
840         retval = validate_change(cs, &trialcs);
841         if (retval < 0)
842                 return retval;
843
844         /* Nothing to do if the cpus didn't change */
845         if (cpus_equal(cs->cpus_allowed, trialcs.cpus_allowed))
846                 return 0;
847
848         is_load_balanced = is_sched_load_balance(&trialcs);
849
850         mutex_lock(&callback_mutex);
851         cs->cpus_allowed = trialcs.cpus_allowed;
852         mutex_unlock(&callback_mutex);
853
854         /*
855          * Scan tasks in the cpuset, and update the cpumasks of any
856          * that need an update.
857          */
858         retval = update_tasks_cpumask(cs);
859         if (retval < 0)
860                 return retval;
861
862         if (is_load_balanced)
863                 rebuild_sched_domains();
864         return 0;
865 }
866
867 /*
868  * cpuset_migrate_mm
869  *
870  *    Migrate memory region from one set of nodes to another.
871  *
872  *    Temporarilly set tasks mems_allowed to target nodes of migration,
873  *    so that the migration code can allocate pages on these nodes.
874  *
875  *    Call holding cgroup_mutex, so current's cpuset won't change
876  *    during this call, as manage_mutex holds off any cpuset_attach()
877  *    calls.  Therefore we don't need to take task_lock around the
878  *    call to guarantee_online_mems(), as we know no one is changing
879  *    our task's cpuset.
880  *
881  *    Hold callback_mutex around the two modifications of our tasks
882  *    mems_allowed to synchronize with cpuset_mems_allowed().
883  *
884  *    While the mm_struct we are migrating is typically from some
885  *    other task, the task_struct mems_allowed that we are hacking
886  *    is for our current task, which must allocate new pages for that
887  *    migrating memory region.
888  *
889  *    We call cpuset_update_task_memory_state() before hacking
890  *    our tasks mems_allowed, so that we are assured of being in
891  *    sync with our tasks cpuset, and in particular, callbacks to
892  *    cpuset_update_task_memory_state() from nested page allocations
893  *    won't see any mismatch of our cpuset and task mems_generation
894  *    values, so won't overwrite our hacked tasks mems_allowed
895  *    nodemask.
896  */
897
898 static void cpuset_migrate_mm(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
899                                                         const nodemask_t *to)
900 {
901         struct task_struct *tsk = current;
902
903         cpuset_update_task_memory_state();
904
905         mutex_lock(&callback_mutex);
906         tsk->mems_allowed = *to;
907         mutex_unlock(&callback_mutex);
908
909         do_migrate_pages(mm, from, to, MPOL_MF_MOVE_ALL);
910
911         mutex_lock(&callback_mutex);
912         guarantee_online_mems(task_cs(tsk),&tsk->mems_allowed);
913         mutex_unlock(&callback_mutex);
914 }
915
916 static void *cpuset_being_rebound;
917
918 /**
919  * update_tasks_nodemask - Update the nodemasks of tasks in the cpuset.
920  * @cs: the cpuset in which each task's mems_allowed mask needs to be changed
921  * @oldmem: old mems_allowed of cpuset cs
922  *
923  * Called with cgroup_mutex held
924  * Return 0 if successful, -errno if not.
925  */
926 static int update_tasks_nodemask(struct cpuset *cs, const nodemask_t *oldmem)
927 {
928         struct task_struct *p;
929         struct mm_struct **mmarray;
930         int i, n, ntasks;
931         int migrate;
932         int fudge;
933         struct cgroup_iter it;
934         int retval;
935
936         cpuset_being_rebound = cs;              /* causes mpol_dup() rebind */
937
938         fudge = 10;                             /* spare mmarray[] slots */
939         fudge += cpus_weight(cs->cpus_allowed); /* imagine one fork-bomb/cpu */
940         retval = -ENOMEM;
941
942         /*
943          * Allocate mmarray[] to hold mm reference for each task
944          * in cpuset cs.  Can't kmalloc GFP_KERNEL while holding
945          * tasklist_lock.  We could use GFP_ATOMIC, but with a
946          * few more lines of code, we can retry until we get a big
947          * enough mmarray[] w/o using GFP_ATOMIC.
948          */
949         while (1) {
950                 ntasks = cgroup_task_count(cs->css.cgroup);  /* guess */
951                 ntasks += fudge;
952                 mmarray = kmalloc(ntasks * sizeof(*mmarray), GFP_KERNEL);
953                 if (!mmarray)
954                         goto done;
955                 read_lock(&tasklist_lock);              /* block fork */
956                 if (cgroup_task_count(cs->css.cgroup) <= ntasks)
957                         break;                          /* got enough */
958                 read_unlock(&tasklist_lock);            /* try again */
959                 kfree(mmarray);
960         }
961
962         n = 0;
963
964         /* Load up mmarray[] with mm reference for each task in cpuset. */
965         cgroup_iter_start(cs->css.cgroup, &it);
966         while ((p = cgroup_iter_next(cs->css.cgroup, &it))) {
967                 struct mm_struct *mm;
968
969                 if (n >= ntasks) {
970                         printk(KERN_WARNING
971                                 "Cpuset mempolicy rebind incomplete.\n");
972                         break;
973                 }
974                 mm = get_task_mm(p);
975                 if (!mm)
976                         continue;
977                 mmarray[n++] = mm;
978         }
979         cgroup_iter_end(cs->css.cgroup, &it);
980         read_unlock(&tasklist_lock);
981
982         /*
983          * Now that we've dropped the tasklist spinlock, we can
984          * rebind the vma mempolicies of each mm in mmarray[] to their
985          * new cpuset, and release that mm.  The mpol_rebind_mm()
986          * call takes mmap_sem, which we couldn't take while holding
987          * tasklist_lock.  Forks can happen again now - the mpol_dup()
988          * cpuset_being_rebound check will catch such forks, and rebind
989          * their vma mempolicies too.  Because we still hold the global
990          * cgroup_mutex, we know that no other rebind effort will
991          * be contending for the global variable cpuset_being_rebound.
992          * It's ok if we rebind the same mm twice; mpol_rebind_mm()
993          * is idempotent.  Also migrate pages in each mm to new nodes.
994          */
995         migrate = is_memory_migrate(cs);
996         for (i = 0; i < n; i++) {
997                 struct mm_struct *mm = mmarray[i];
998
999                 mpol_rebind_mm(mm, &cs->mems_allowed);
1000                 if (migrate)
1001                         cpuset_migrate_mm(mm, oldmem, &cs->mems_allowed);
1002                 mmput(mm);
1003         }
1004
1005         /* We're done rebinding vmas to this cpuset's new mems_allowed. */
1006         kfree(mmarray);
1007         cpuset_being_rebound = NULL;
1008         retval = 0;
1009 done:
1010         return retval;
1011 }
1012
1013 /*
1014  * Handle user request to change the 'mems' memory placement
1015  * of a cpuset.  Needs to validate the request, update the
1016  * cpusets mems_allowed and mems_generation, and for each
1017  * task in the cpuset, rebind any vma mempolicies and if
1018  * the cpuset is marked 'memory_migrate', migrate the tasks
1019  * pages to the new memory.
1020  *
1021  * Call with cgroup_mutex held.  May take callback_mutex during call.
1022  * Will take tasklist_lock, scan tasklist for tasks in cpuset cs,
1023  * lock each such tasks mm->mmap_sem, scan its vma's and rebind
1024  * their mempolicies to the cpusets new mems_allowed.
1025  */
1026 static int update_nodemask(struct cpuset *cs, const char *buf)
1027 {
1028         struct cpuset trialcs;
1029         nodemask_t oldmem;
1030         int retval;
1031
1032         /*
1033          * top_cpuset.mems_allowed tracks node_stats[N_HIGH_MEMORY];
1034          * it's read-only
1035          */
1036         if (cs == &top_cpuset)
1037                 return -EACCES;
1038
1039         trialcs = *cs;
1040
1041         /*
1042          * An empty mems_allowed is ok iff there are no tasks in the cpuset.
1043          * Since nodelist_parse() fails on an empty mask, we special case
1044          * that parsing.  The validate_change() call ensures that cpusets
1045          * with tasks have memory.
1046          */
1047         if (!*buf) {
1048                 nodes_clear(trialcs.mems_allowed);
1049         } else {
1050                 retval = nodelist_parse(buf, trialcs.mems_allowed);
1051                 if (retval < 0)
1052                         goto done;
1053
1054                 if (!nodes_subset(trialcs.mems_allowed,
1055                                 node_states[N_HIGH_MEMORY]))
1056                         return -EINVAL;
1057         }
1058         oldmem = cs->mems_allowed;
1059         if (nodes_equal(oldmem, trialcs.mems_allowed)) {
1060                 retval = 0;             /* Too easy - nothing to do */
1061                 goto done;
1062         }
1063         retval = validate_change(cs, &trialcs);
1064         if (retval < 0)
1065                 goto done;
1066
1067         mutex_lock(&callback_mutex);
1068         cs->mems_allowed = trialcs.mems_allowed;
1069         cs->mems_generation = cpuset_mems_generation++;
1070         mutex_unlock(&callback_mutex);
1071
1072         retval = update_tasks_nodemask(cs, &oldmem);
1073 done:
1074         return retval;
1075 }
1076
1077 int current_cpuset_is_being_rebound(void)
1078 {
1079         return task_cs(current) == cpuset_being_rebound;
1080 }
1081
1082 static int update_relax_domain_level(struct cpuset *cs, s64 val)
1083 {
1084         if (val < -1 || val >= SD_LV_MAX)
1085                 return -EINVAL;
1086
1087         if (val != cs->relax_domain_level) {
1088                 cs->relax_domain_level = val;
1089                 if (!cpus_empty(cs->cpus_allowed) && is_sched_load_balance(cs))
1090                         rebuild_sched_domains();
1091         }
1092
1093         return 0;
1094 }
1095
1096 /*
1097  * update_flag - read a 0 or a 1 in a file and update associated flag
1098  * bit:         the bit to update (see cpuset_flagbits_t)
1099  * cs:          the cpuset to update
1100  * turning_on:  whether the flag is being set or cleared
1101  *
1102  * Call with cgroup_mutex held.
1103  */
1104
1105 static int update_flag(cpuset_flagbits_t bit, struct cpuset *cs,
1106                        int turning_on)
1107 {
1108         struct cpuset trialcs;
1109         int err;
1110         int cpus_nonempty, balance_flag_changed;
1111
1112         trialcs = *cs;
1113         if (turning_on)
1114                 set_bit(bit, &trialcs.flags);
1115         else
1116                 clear_bit(bit, &trialcs.flags);
1117
1118         err = validate_change(cs, &trialcs);
1119         if (err < 0)
1120                 return err;
1121
1122         cpus_nonempty = !cpus_empty(trialcs.cpus_allowed);
1123         balance_flag_changed = (is_sched_load_balance(cs) !=
1124                                         is_sched_load_balance(&trialcs));
1125
1126         mutex_lock(&callback_mutex);
1127         cs->flags = trialcs.flags;
1128         mutex_unlock(&callback_mutex);
1129
1130         if (cpus_nonempty && balance_flag_changed)
1131                 rebuild_sched_domains();
1132
1133         return 0;
1134 }
1135
1136 /*
1137  * Frequency meter - How fast is some event occurring?
1138  *
1139  * These routines manage a digitally filtered, constant time based,
1140  * event frequency meter.  There are four routines:
1141  *   fmeter_init() - initialize a frequency meter.
1142  *   fmeter_markevent() - called each time the event happens.
1143  *   fmeter_getrate() - returns the recent rate of such events.
1144  *   fmeter_update() - internal routine used to update fmeter.
1145  *
1146  * A common data structure is passed to each of these routines,
1147  * which is used to keep track of the state required to manage the
1148  * frequency meter and its digital filter.
1149  *
1150  * The filter works on the number of events marked per unit time.
1151  * The filter is single-pole low-pass recursive (IIR).  The time unit
1152  * is 1 second.  Arithmetic is done using 32-bit integers scaled to
1153  * simulate 3 decimal digits of precision (multiplied by 1000).
1154  *
1155  * With an FM_COEF of 933, and a time base of 1 second, the filter
1156  * has a half-life of 10 seconds, meaning that if the events quit
1157  * happening, then the rate returned from the fmeter_getrate()
1158  * will be cut in half each 10 seconds, until it converges to zero.
1159  *
1160  * It is not worth doing a real infinitely recursive filter.  If more
1161  * than FM_MAXTICKS ticks have elapsed since the last filter event,
1162  * just compute FM_MAXTICKS ticks worth, by which point the level
1163  * will be stable.
1164  *
1165  * Limit the count of unprocessed events to FM_MAXCNT, so as to avoid
1166  * arithmetic overflow in the fmeter_update() routine.
1167  *
1168  * Given the simple 32 bit integer arithmetic used, this meter works
1169  * best for reporting rates between one per millisecond (msec) and
1170  * one per 32 (approx) seconds.  At constant rates faster than one
1171  * per msec it maxes out at values just under 1,000,000.  At constant
1172  * rates between one per msec, and one per second it will stabilize
1173  * to a value N*1000, where N is the rate of events per second.
1174  * At constant rates between one per second and one per 32 seconds,
1175  * it will be choppy, moving up on the seconds that have an event,
1176  * and then decaying until the next event.  At rates slower than
1177  * about one in 32 seconds, it decays all the way back to zero between
1178  * each event.
1179  */
1180
1181 #define FM_COEF 933             /* coefficient for half-life of 10 secs */
1182 #define FM_MAXTICKS ((time_t)99) /* useless computing more ticks than this */
1183 #define FM_MAXCNT 1000000       /* limit cnt to avoid overflow */
1184 #define FM_SCALE 1000           /* faux fixed point scale */
1185
1186 /* Initialize a frequency meter */
1187 static void fmeter_init(struct fmeter *fmp)
1188 {
1189         fmp->cnt = 0;
1190         fmp->val = 0;
1191         fmp->time = 0;
1192         spin_lock_init(&fmp->lock);
1193 }
1194
1195 /* Internal meter update - process cnt events and update value */
1196 static void fmeter_update(struct fmeter *fmp)
1197 {
1198         time_t now = get_seconds();
1199         time_t ticks = now - fmp->time;
1200
1201         if (ticks == 0)
1202                 return;
1203
1204         ticks = min(FM_MAXTICKS, ticks);
1205         while (ticks-- > 0)
1206                 fmp->val = (FM_COEF * fmp->val) / FM_SCALE;
1207         fmp->time = now;
1208
1209         fmp->val += ((FM_SCALE - FM_COEF) * fmp->cnt) / FM_SCALE;
1210         fmp->cnt = 0;
1211 }
1212
1213 /* Process any previous ticks, then bump cnt by one (times scale). */
1214 static void fmeter_markevent(struct fmeter *fmp)
1215 {
1216         spin_lock(&fmp->lock);
1217         fmeter_update(fmp);
1218         fmp->cnt = min(FM_MAXCNT, fmp->cnt + FM_SCALE);
1219         spin_unlock(&fmp->lock);
1220 }
1221
1222 /* Process any previous ticks, then return current value. */
1223 static int fmeter_getrate(struct fmeter *fmp)
1224 {
1225         int val;
1226
1227         spin_lock(&fmp->lock);
1228         fmeter_update(fmp);
1229         val = fmp->val;
1230         spin_unlock(&fmp->lock);
1231         return val;
1232 }
1233
1234 /* Called by cgroups to determine if a cpuset is usable; cgroup_mutex held */
1235 static int cpuset_can_attach(struct cgroup_subsys *ss,
1236                              struct cgroup *cont, struct task_struct *tsk)
1237 {
1238         struct cpuset *cs = cgroup_cs(cont);
1239
1240         if (cpus_empty(cs->cpus_allowed) || nodes_empty(cs->mems_allowed))
1241                 return -ENOSPC;
1242         if (tsk->flags & PF_THREAD_BOUND) {
1243                 cpumask_t mask;
1244
1245                 mutex_lock(&callback_mutex);
1246                 mask = cs->cpus_allowed;
1247                 mutex_unlock(&callback_mutex);
1248                 if (!cpus_equal(tsk->cpus_allowed, mask))
1249                         return -EINVAL;
1250         }
1251
1252         return security_task_setscheduler(tsk, 0, NULL);
1253 }
1254
1255 static void cpuset_attach(struct cgroup_subsys *ss,
1256                           struct cgroup *cont, struct cgroup *oldcont,
1257                           struct task_struct *tsk)
1258 {
1259         cpumask_t cpus;
1260         nodemask_t from, to;
1261         struct mm_struct *mm;
1262         struct cpuset *cs = cgroup_cs(cont);
1263         struct cpuset *oldcs = cgroup_cs(oldcont);
1264         int err;
1265
1266         mutex_lock(&callback_mutex);
1267         guarantee_online_cpus(cs, &cpus);
1268         err = set_cpus_allowed_ptr(tsk, &cpus);
1269         mutex_unlock(&callback_mutex);
1270         if (err)
1271                 return;
1272
1273         from = oldcs->mems_allowed;
1274         to = cs->mems_allowed;
1275         mm = get_task_mm(tsk);
1276         if (mm) {
1277                 mpol_rebind_mm(mm, &to);
1278                 if (is_memory_migrate(cs))
1279                         cpuset_migrate_mm(mm, &from, &to);
1280                 mmput(mm);
1281         }
1282
1283 }
1284
1285 /* The various types of files and directories in a cpuset file system */
1286
1287 typedef enum {
1288         FILE_MEMORY_MIGRATE,
1289         FILE_CPULIST,
1290         FILE_MEMLIST,
1291         FILE_CPU_EXCLUSIVE,
1292         FILE_MEM_EXCLUSIVE,
1293         FILE_MEM_HARDWALL,
1294         FILE_SCHED_LOAD_BALANCE,
1295         FILE_SCHED_RELAX_DOMAIN_LEVEL,
1296         FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED,
1297         FILE_MEMORY_PRESSURE,
1298         FILE_SPREAD_PAGE,
1299         FILE_SPREAD_SLAB,
1300 } cpuset_filetype_t;
1301
1302 static int cpuset_write_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft, u64 val)
1303 {
1304         int retval = 0;
1305         struct cpuset *cs = cgroup_cs(cgrp);
1306         cpuset_filetype_t type = cft->private;
1307
1308         if (!cgroup_lock_live_group(cgrp))
1309                 return -ENODEV;
1310
1311         switch (type) {
1312         case FILE_CPU_EXCLUSIVE:
1313                 retval = update_flag(CS_CPU_EXCLUSIVE, cs, val);
1314                 break;
1315         case FILE_MEM_EXCLUSIVE:
1316                 retval = update_flag(CS_MEM_EXCLUSIVE, cs, val);
1317                 break;
1318         case FILE_MEM_HARDWALL:
1319                 retval = update_flag(CS_MEM_HARDWALL, cs, val);
1320                 break;
1321         case FILE_SCHED_LOAD_BALANCE:
1322                 retval = update_flag(CS_SCHED_LOAD_BALANCE, cs, val);
1323                 break;
1324         case FILE_MEMORY_MIGRATE:
1325                 retval = update_flag(CS_MEMORY_MIGRATE, cs, val);
1326                 break;
1327         case FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED:
1328                 cpuset_memory_pressure_enabled = !!val;
1329                 break;
1330         case FILE_MEMORY_PRESSURE:
1331                 retval = -EACCES;
1332                 break;
1333         case FILE_SPREAD_PAGE:
1334                 retval = update_flag(CS_SPREAD_PAGE, cs, val);
1335                 cs->mems_generation = cpuset_mems_generation++;
1336                 break;
1337         case FILE_SPREAD_SLAB:
1338                 retval = update_flag(CS_SPREAD_SLAB, cs, val);
1339                 cs->mems_generation = cpuset_mems_generation++;
1340                 break;
1341         default:
1342                 retval = -EINVAL;
1343                 break;
1344         }
1345         cgroup_unlock();
1346         return retval;
1347 }
1348
1349 static int cpuset_write_s64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft, s64 val)
1350 {
1351         int retval = 0;
1352         struct cpuset *cs = cgroup_cs(cgrp);
1353         cpuset_filetype_t type = cft->private;
1354
1355         if (!cgroup_lock_live_group(cgrp))
1356                 return -ENODEV;
1357
1358         switch (type) {
1359         case FILE_SCHED_RELAX_DOMAIN_LEVEL:
1360                 retval = update_relax_domain_level(cs, val);
1361                 break;
1362         default:
1363                 retval = -EINVAL;
1364                 break;
1365         }
1366         cgroup_unlock();
1367         return retval;
1368 }
1369
1370 /*
1371  * Common handling for a write to a "cpus" or "mems" file.
1372  */
1373 static int cpuset_write_resmask(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
1374                                 const char *buf)
1375 {
1376         int retval = 0;
1377
1378         if (!cgroup_lock_live_group(cgrp))
1379                 return -ENODEV;
1380
1381         switch (cft->private) {
1382         case FILE_CPULIST:
1383                 retval = update_cpumask(cgroup_cs(cgrp), buf);
1384                 break;
1385         case FILE_MEMLIST:
1386                 retval = update_nodemask(cgroup_cs(cgrp), buf);
1387                 break;
1388         default:
1389                 retval = -EINVAL;
1390                 break;
1391         }
1392         cgroup_unlock();
1393         return retval;
1394 }
1395
1396 /*
1397  * These ascii lists should be read in a single call, by using a user
1398  * buffer large enough to hold the entire map.  If read in smaller
1399  * chunks, there is no guarantee of atomicity.  Since the display format
1400  * used, list of ranges of sequential numbers, is variable length,
1401  * and since these maps can change value dynamically, one could read
1402  * gibberish by doing partial reads while a list was changing.
1403  * A single large read to a buffer that crosses a page boundary is
1404  * ok, because the result being copied to user land is not recomputed
1405  * across a page fault.
1406  */
1407
1408 static int cpuset_sprintf_cpulist(char *page, struct cpuset *cs)
1409 {
1410         cpumask_t mask;
1411
1412         mutex_lock(&callback_mutex);
1413         mask = cs->cpus_allowed;
1414         mutex_unlock(&callback_mutex);
1415
1416         return cpulist_scnprintf(page, PAGE_SIZE, mask);
1417 }
1418
1419 static int cpuset_sprintf_memlist(char *page, struct cpuset *cs)
1420 {
1421         nodemask_t mask;
1422
1423         mutex_lock(&callback_mutex);
1424         mask = cs->mems_allowed;
1425         mutex_unlock(&callback_mutex);
1426
1427         return nodelist_scnprintf(page, PAGE_SIZE, mask);
1428 }
1429
1430 static ssize_t cpuset_common_file_read(struct cgroup *cont,
1431                                        struct cftype *cft,
1432                                        struct file *file,
1433                                        char __user *buf,
1434                                        size_t nbytes, loff_t *ppos)
1435 {
1436         struct cpuset *cs = cgroup_cs(cont);
1437         cpuset_filetype_t type = cft->private;
1438         char *page;
1439         ssize_t retval = 0;
1440         char *s;
1441
1442         if (!(page = (char *)__get_free_page(GFP_TEMPORARY)))
1443                 return -ENOMEM;
1444
1445         s = page;
1446
1447         switch (type) {
1448         case FILE_CPULIST:
1449                 s += cpuset_sprintf_cpulist(s, cs);
1450                 break;
1451         case FILE_MEMLIST:
1452                 s += cpuset_sprintf_memlist(s, cs);
1453                 break;
1454         default:
1455                 retval = -EINVAL;
1456                 goto out;
1457         }
1458         *s++ = '\n';
1459
1460         retval = simple_read_from_buffer(buf, nbytes, ppos, page, s - page);
1461 out:
1462         free_page((unsigned long)page);
1463         return retval;
1464 }
1465
1466 static u64 cpuset_read_u64(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
1467 {
1468         struct cpuset *cs = cgroup_cs(cont);
1469         cpuset_filetype_t type = cft->private;
1470         switch (type) {
1471         case FILE_CPU_EXCLUSIVE:
1472                 return is_cpu_exclusive(cs);
1473         case FILE_MEM_EXCLUSIVE:
1474                 return is_mem_exclusive(cs);
1475         case FILE_MEM_HARDWALL:
1476                 return is_mem_hardwall(cs);
1477         case FILE_SCHED_LOAD_BALANCE:
1478                 return is_sched_load_balance(cs);
1479         case FILE_MEMORY_MIGRATE:
1480                 return is_memory_migrate(cs);
1481         case FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED:
1482                 return cpuset_memory_pressure_enabled;
1483         case FILE_MEMORY_PRESSURE:
1484                 return fmeter_getrate(&cs->fmeter);
1485         case FILE_SPREAD_PAGE:
1486                 return is_spread_page(cs);
1487         case FILE_SPREAD_SLAB:
1488                 return is_spread_slab(cs);
1489         default:
1490                 BUG();
1491         }
1492 }
1493
1494 static s64 cpuset_read_s64(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
1495 {
1496         struct cpuset *cs = cgroup_cs(cont);
1497         cpuset_filetype_t type = cft->private;
1498         switch (type) {
1499         case FILE_SCHED_RELAX_DOMAIN_LEVEL:
1500                 return cs->relax_domain_level;
1501         default:
1502                 BUG();
1503         }
1504 }
1505
1506
1507 /*
1508  * for the common functions, 'private' gives the type of file
1509  */
1510
1511 static struct cftype files[] = {
1512         {
1513                 .name = "cpus",
1514                 .read = cpuset_common_file_read,
1515                 .write_string = cpuset_write_resmask,
1516                 .max_write_len = (100U + 6 * NR_CPUS),
1517                 .private = FILE_CPULIST,
1518         },
1519
1520         {
1521                 .name = "mems",
1522                 .read = cpuset_common_file_read,
1523                 .write_string = cpuset_write_resmask,
1524                 .max_write_len = (100U + 6 * MAX_NUMNODES),
1525                 .private = FILE_MEMLIST,
1526         },
1527
1528         {
1529                 .name = "cpu_exclusive",
1530                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1531                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1532                 .private = FILE_CPU_EXCLUSIVE,
1533         },
1534
1535         {
1536                 .name = "mem_exclusive",
1537                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1538                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1539                 .private = FILE_MEM_EXCLUSIVE,
1540         },
1541
1542         {
1543                 .name = "mem_hardwall",
1544                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1545                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1546                 .private = FILE_MEM_HARDWALL,
1547         },
1548
1549         {
1550                 .name = "sched_load_balance",
1551                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1552                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1553                 .private = FILE_SCHED_LOAD_BALANCE,
1554         },
1555
1556         {
1557                 .name = "sched_relax_domain_level",
1558                 .read_s64 = cpuset_read_s64,
1559                 .write_s64 = cpuset_write_s64,
1560                 .private = FILE_SCHED_RELAX_DOMAIN_LEVEL,
1561         },
1562
1563         {
1564                 .name = "memory_migrate",
1565                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1566                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1567                 .private = FILE_MEMORY_MIGRATE,
1568         },
1569
1570         {
1571                 .name = "memory_pressure",
1572                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1573                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1574                 .private = FILE_MEMORY_PRESSURE,
1575         },
1576
1577         {
1578                 .name = "memory_spread_page",
1579                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1580                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1581                 .private = FILE_SPREAD_PAGE,
1582         },
1583
1584         {
1585                 .name = "memory_spread_slab",
1586                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1587                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1588                 .private = FILE_SPREAD_SLAB,
1589         },
1590 };
1591
1592 static struct cftype cft_memory_pressure_enabled = {
1593         .name = "memory_pressure_enabled",
1594         .read_u64 = cpuset_read_u64,
1595         .write_u64 = cpuset_write_u64,
1596         .private = FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED,
1597 };
1598
1599 static int cpuset_populate(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cont)
1600 {
1601         int err;
1602
1603         err = cgroup_add_files(cont, ss, files, ARRAY_SIZE(files));
1604         if (err)
1605                 return err;
1606         /* memory_pressure_enabled is in root cpuset only */
1607         if (!cont->parent)
1608                 err = cgroup_add_file(cont, ss,
1609                                       &cft_memory_pressure_enabled);
1610         return err;
1611 }
1612
1613 /*
1614  * post_clone() is called at the end of cgroup_clone().
1615  * 'cgroup' was just created automatically as a result of
1616  * a cgroup_clone(), and the current task is about to
1617  * be moved into 'cgroup'.
1618  *
1619  * Currently we refuse to set up the cgroup - thereby
1620  * refusing the task to be entered, and as a result refusing
1621  * the sys_unshare() or clone() which initiated it - if any
1622  * sibling cpusets have exclusive cpus or mem.
1623  *
1624  * If this becomes a problem for some users who wish to
1625  * allow that scenario, then cpuset_post_clone() could be
1626  * changed to grant parent->cpus_allowed-sibling_cpus_exclusive
1627  * (and likewise for mems) to the new cgroup. Called with cgroup_mutex
1628  * held.
1629  */
1630 static void cpuset_post_clone(struct cgroup_subsys *ss,
1631                               struct cgroup *cgroup)
1632 {
1633         struct cgroup *parent, *child;
1634         struct cpuset *cs, *parent_cs;
1635
1636         parent = cgroup->parent;
1637         list_for_each_entry(child, &parent->children, sibling) {
1638                 cs = cgroup_cs(child);
1639                 if (is_mem_exclusive(cs) || is_cpu_exclusive(cs))
1640                         return;
1641         }
1642         cs = cgroup_cs(cgroup);
1643         parent_cs = cgroup_cs(parent);
1644
1645         cs->mems_allowed = parent_cs->mems_allowed;
1646         cs->cpus_allowed = parent_cs->cpus_allowed;
1647         return;
1648 }
1649
1650 /*
1651  *      cpuset_create - create a cpuset
1652  *      ss:     cpuset cgroup subsystem
1653  *      cont:   control group that the new cpuset will be part of
1654  */
1655
1656 static struct cgroup_subsys_state *cpuset_create(
1657         struct cgroup_subsys *ss,
1658         struct cgroup *cont)
1659 {
1660         struct cpuset *cs;
1661         struct cpuset *parent;
1662
1663         if (!cont->parent) {
1664                 /* This is early initialization for the top cgroup */
1665                 top_cpuset.mems_generation = cpuset_mems_generation++;
1666                 return &top_cpuset.css;
1667         }
1668         parent = cgroup_cs(cont->parent);
1669         cs = kmalloc(sizeof(*cs), GFP_KERNEL);
1670         if (!cs)
1671                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1672
1673         cpuset_update_task_memory_state();
1674         cs->flags = 0;
1675         if (is_spread_page(parent))
1676                 set_bit(CS_SPREAD_PAGE, &cs->flags);
1677         if (is_spread_slab(parent))
1678                 set_bit(CS_SPREAD_SLAB, &cs->flags);
1679         set_bit(CS_SCHED_LOAD_BALANCE, &cs->flags);
1680         cpus_clear(cs->cpus_allowed);
1681         nodes_clear(cs->mems_allowed);
1682         cs->mems_generation = cpuset_mems_generation++;
1683         fmeter_init(&cs->fmeter);
1684         cs->relax_domain_level = -1;
1685
1686         cs->parent = parent;
1687         number_of_cpusets++;
1688         return &cs->css ;
1689 }
1690
1691 /*
1692  * Locking note on the strange update_flag() call below:
1693  *
1694  * If the cpuset being removed has its flag 'sched_load_balance'
1695  * enabled, then simulate turning sched_load_balance off, which
1696  * will call rebuild_sched_domains().  The get_online_cpus()
1697  * call in rebuild_sched_domains() must not be made while holding
1698  * callback_mutex.  Elsewhere the kernel nests callback_mutex inside
1699  * get_online_cpus() calls.  So the reverse nesting would risk an
1700  * ABBA deadlock.
1701  */
1702
1703 static void cpuset_destroy(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cont)
1704 {
1705         struct cpuset *cs = cgroup_cs(cont);
1706
1707         cpuset_update_task_memory_state();
1708
1709         if (is_sched_load_balance(cs))
1710                 update_flag(CS_SCHED_LOAD_BALANCE, cs, 0);
1711
1712         number_of_cpusets--;
1713         kfree(cs);
1714 }
1715
1716 struct cgroup_subsys cpuset_subsys = {
1717         .name = "cpuset",
1718         .create = cpuset_create,
1719         .destroy  = cpuset_destroy,
1720         .can_attach = cpuset_can_attach,
1721         .attach = cpuset_attach,
1722         .populate = cpuset_populate,
1723         .post_clone = cpuset_post_clone,
1724         .subsys_id = cpuset_subsys_id,
1725         .early_init = 1,
1726 };
1727
1728 /*
1729  * cpuset_init_early - just enough so that the calls to
1730  * cpuset_update_task_memory_state() in early init code
1731  * are harmless.
1732  */
1733
1734 int __init cpuset_init_early(void)
1735 {
1736         top_cpuset.mems_generation = cpuset_mems_generation++;
1737         return 0;
1738 }
1739
1740
1741 /**
1742  * cpuset_init - initialize cpusets at system boot
1743  *
1744  * Description: Initialize top_cpuset and the cpuset internal file system,
1745  **/
1746
1747 int __init cpuset_init(void)
1748 {
1749         int err = 0;
1750
1751         cpus_setall(top_cpuset.cpus_allowed);
1752         nodes_setall(top_cpuset.mems_allowed);
1753
1754         fmeter_init(&top_cpuset.fmeter);
1755         top_cpuset.mems_generation = cpuset_mems_generation++;
1756         set_bit(CS_SCHED_LOAD_BALANCE, &top_cpuset.flags);
1757         top_cpuset.relax_domain_level = -1;
1758
1759         err = register_filesystem(&cpuset_fs_type);
1760         if (err < 0)
1761                 return err;
1762
1763         number_of_cpusets = 1;
1764         return 0;
1765 }
1766
1767 /**
1768  * cpuset_do_move_task - move a given task to another cpuset
1769  * @tsk: pointer to task_struct the task to move
1770  * @scan: struct cgroup_scanner contained in its struct cpuset_hotplug_scanner
1771  *
1772  * Called by cgroup_scan_tasks() for each task in a cgroup.
1773  * Return nonzero to stop the walk through the tasks.
1774  */
1775 static void cpuset_do_move_task(struct task_struct *tsk,
1776                                 struct cgroup_scanner *scan)
1777 {
1778         struct cpuset_hotplug_scanner *chsp;
1779
1780         chsp = container_of(scan, struct cpuset_hotplug_scanner, scan);
1781         cgroup_attach_task(chsp->to, tsk);
1782 }
1783
1784 /**
1785  * move_member_tasks_to_cpuset - move tasks from one cpuset to another
1786  * @from: cpuset in which the tasks currently reside
1787  * @to: cpuset to which the tasks will be moved
1788  *
1789  * Called with cgroup_mutex held
1790  * callback_mutex must not be held, as cpuset_attach() will take it.
1791  *
1792  * The cgroup_scan_tasks() function will scan all the tasks in a cgroup,
1793  * calling callback functions for each.
1794  */
1795 static void move_member_tasks_to_cpuset(struct cpuset *from, struct cpuset *to)
1796 {
1797         struct cpuset_hotplug_scanner scan;
1798
1799         scan.scan.cg = from->css.cgroup;
1800         scan.scan.test_task = NULL; /* select all tasks in cgroup */
1801         scan.scan.process_task = cpuset_do_move_task;
1802         scan.scan.heap = NULL;
1803         scan.to = to->css.cgroup;
1804
1805         if (cgroup_scan_tasks((struct cgroup_scanner *)&scan))
1806                 printk(KERN_ERR "move_member_tasks_to_cpuset: "
1807                                 "cgroup_scan_tasks failed\n");
1808 }
1809
1810 /*
1811  * If common_cpu_mem_hotplug_unplug(), below, unplugs any CPUs
1812  * or memory nodes, we need to walk over the cpuset hierarchy,
1813  * removing that CPU or node from all cpusets.  If this removes the
1814  * last CPU or node from a cpuset, then move the tasks in the empty
1815  * cpuset to its next-highest non-empty parent.
1816  *
1817  * Called with cgroup_mutex held
1818  * callback_mutex must not be held, as cpuset_attach() will take it.
1819  */
1820 static void remove_tasks_in_empty_cpuset(struct cpuset *cs)
1821 {
1822         struct cpuset *parent;
1823
1824         /*
1825          * The cgroup's css_sets list is in use if there are tasks
1826          * in the cpuset; the list is empty if there are none;
1827          * the cs->css.refcnt seems always 0.
1828          */
1829         if (list_empty(&cs->css.cgroup->css_sets))
1830                 return;
1831
1832         /*
1833          * Find its next-highest non-empty parent, (top cpuset
1834          * has online cpus, so can't be empty).
1835          */
1836         parent = cs->parent;
1837         while (cpus_empty(parent->cpus_allowed) ||
1838                         nodes_empty(parent->mems_allowed))
1839                 parent = parent->parent;
1840
1841         move_member_tasks_to_cpuset(cs, parent);
1842 }
1843
1844 /*
1845  * Walk the specified cpuset subtree and look for empty cpusets.
1846  * The tasks of such cpuset must be moved to a parent cpuset.
1847  *
1848  * Called with cgroup_mutex held.  We take callback_mutex to modify
1849  * cpus_allowed and mems_allowed.
1850  *
1851  * This walk processes the tree from top to bottom, completing one layer
1852  * before dropping down to the next.  It always processes a node before
1853  * any of its children.
1854  *
1855  * For now, since we lack memory hot unplug, we'll never see a cpuset
1856  * that has tasks along with an empty 'mems'.  But if we did see such
1857  * a cpuset, we'd handle it just like we do if its 'cpus' was empty.
1858  */
1859 static void scan_for_empty_cpusets(const struct cpuset *root)
1860 {
1861         struct cpuset *cp;      /* scans cpusets being updated */
1862         struct cpuset *child;   /* scans child cpusets of cp */
1863         struct list_head queue;
1864         struct cgroup *cont;
1865         nodemask_t oldmems;
1866
1867         INIT_LIST_HEAD(&queue);
1868
1869         list_add_tail((struct list_head *)&root->stack_list, &queue);
1870
1871         while (!list_empty(&queue)) {
1872                 cp = container_of(queue.next, struct cpuset, stack_list);
1873                 list_del(queue.next);
1874                 list_for_each_entry(cont, &cp->css.cgroup->children, sibling) {
1875                         child = cgroup_cs(cont);
1876                         list_add_tail(&child->stack_list, &queue);
1877                 }
1878                 cont = cp->css.cgroup;
1879
1880                 /* Continue past cpusets with all cpus, mems online */
1881                 if (cpus_subset(cp->cpus_allowed, cpu_online_map) &&
1882                     nodes_subset(cp->mems_allowed, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
1883                         continue;
1884
1885                 oldmems = cp->mems_allowed;
1886
1887                 /* Remove offline cpus and mems from this cpuset. */
1888                 mutex_lock(&callback_mutex);
1889                 cpus_and(cp->cpus_allowed, cp->cpus_allowed, cpu_online_map);
1890                 nodes_and(cp->mems_allowed, cp->mems_allowed,
1891                                                 node_states[N_HIGH_MEMORY]);
1892                 mutex_unlock(&callback_mutex);
1893
1894                 /* Move tasks from the empty cpuset to a parent */
1895                 if (cpus_empty(cp->cpus_allowed) ||
1896                      nodes_empty(cp->mems_allowed))
1897                         remove_tasks_in_empty_cpuset(cp);
1898                 else {
1899                         update_tasks_cpumask(cp);
1900                         update_tasks_nodemask(cp, &oldmems);
1901                 }
1902         }
1903 }
1904
1905 /*
1906  * The cpus_allowed and mems_allowed nodemasks in the top_cpuset track
1907  * cpu_online_map and node_states[N_HIGH_MEMORY].  Force the top cpuset to
1908  * track what's online after any CPU or memory node hotplug or unplug event.
1909  *
1910  * Since there are two callers of this routine, one for CPU hotplug
1911  * events and one for memory node hotplug events, we could have coded
1912  * two separate routines here.  We code it as a single common routine
1913  * in order to minimize text size.
1914  */
1915
1916 static void common_cpu_mem_hotplug_unplug(int rebuild_sd)
1917 {
1918         cgroup_lock();
1919
1920         top_cpuset.cpus_allowed = cpu_online_map;
1921         top_cpuset.mems_allowed = node_states[N_HIGH_MEMORY];
1922         scan_for_empty_cpusets(&top_cpuset);
1923
1924         /*
1925          * Scheduler destroys domains on hotplug events.
1926          * Rebuild them based on the current settings.
1927          */
1928         if (rebuild_sd)
1929                 rebuild_sched_domains();
1930
1931         cgroup_unlock();
1932 }
1933
1934 /*
1935  * The top_cpuset tracks what CPUs and Memory Nodes are online,
1936  * period.  This is necessary in order to make cpusets transparent
1937  * (of no affect) on systems that are actively using CPU hotplug
1938  * but making no active use of cpusets.
1939  *
1940  * This routine ensures that top_cpuset.cpus_allowed tracks
1941  * cpu_online_map on each CPU hotplug (cpuhp) event.
1942  */
1943
1944 static int cpuset_handle_cpuhp(struct notifier_block *unused_nb,
1945                                 unsigned long phase, void *unused_cpu)
1946 {
1947         switch (phase) {
1948         case CPU_UP_CANCELED:
1949         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1950         case CPU_DOWN_FAILED:
1951         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
1952         case CPU_ONLINE:
1953         case CPU_ONLINE_FROZEN:
1954         case CPU_DEAD:
1955         case CPU_DEAD_FROZEN:
1956                 common_cpu_mem_hotplug_unplug(1);
1957                 break;
1958         default:
1959                 return NOTIFY_DONE;
1960         }
1961
1962         return NOTIFY_OK;
1963 }
1964
1965 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1966 /*
1967  * Keep top_cpuset.mems_allowed tracking node_states[N_HIGH_MEMORY].
1968  * Call this routine anytime after you change
1969  * node_states[N_HIGH_MEMORY].
1970  * See also the previous routine cpuset_handle_cpuhp().
1971  */
1972
1973 void cpuset_track_online_nodes(void)
1974 {
1975         common_cpu_mem_hotplug_unplug(0);
1976 }
1977 #endif
1978
1979 /**
1980  * cpuset_init_smp - initialize cpus_allowed
1981  *
1982  * Description: Finish top cpuset after cpu, node maps are initialized
1983  **/
1984
1985 void __init cpuset_init_smp(void)
1986 {
1987         top_cpuset.cpus_allowed = cpu_online_map;
1988         top_cpuset.mems_allowed = node_states[N_HIGH_MEMORY];
1989
1990         hotcpu_notifier(cpuset_handle_cpuhp, 0);
1991 }
1992
1993 /**
1994  * cpuset_cpus_allowed - return cpus_allowed mask from a tasks cpuset.
1995  * @tsk: pointer to task_struct from which to obtain cpuset->cpus_allowed.
1996  * @pmask: pointer to cpumask_t variable to receive cpus_allowed set.
1997  *
1998  * Description: Returns the cpumask_t cpus_allowed of the cpuset
1999  * attached to the specified @tsk.  Guaranteed to return some non-empty
2000  * subset of cpu_online_map, even if this means going outside the
2001  * tasks cpuset.
2002  **/
2003
2004 void cpuset_cpus_allowed(struct task_struct *tsk, cpumask_t *pmask)
2005 {
2006         mutex_lock(&callback_mutex);
2007         cpuset_cpus_allowed_locked(tsk, pmask);
2008         mutex_unlock(&callback_mutex);
2009 }
2010
2011 /**
2012  * cpuset_cpus_allowed_locked - return cpus_allowed mask from a tasks cpuset.
2013  * Must be called with callback_mutex held.
2014  **/
2015 void cpuset_cpus_allowed_locked(struct task_struct *tsk, cpumask_t *pmask)
2016 {
2017         task_lock(tsk);
2018         guarantee_online_cpus(task_cs(tsk), pmask);
2019         task_unlock(tsk);
2020 }
2021
2022 void cpuset_init_current_mems_allowed(void)
2023 {
2024         nodes_setall(current->mems_allowed);
2025 }
2026
2027 /**
2028  * cpuset_mems_allowed - return mems_allowed mask from a tasks cpuset.
2029  * @tsk: pointer to task_struct from which to obtain cpuset->mems_allowed.
2030  *
2031  * Description: Returns the nodemask_t mems_allowed of the cpuset
2032  * attached to the specified @tsk.  Guaranteed to return some non-empty
2033  * subset of node_states[N_HIGH_MEMORY], even if this means going outside the
2034  * tasks cpuset.
2035  **/
2036
2037 nodemask_t cpuset_mems_allowed(struct task_struct *tsk)
2038 {
2039         nodemask_t mask;
2040
2041         mutex_lock(&callback_mutex);
2042         task_lock(tsk);
2043         guarantee_online_mems(task_cs(tsk), &mask);
2044         task_unlock(tsk);
2045         mutex_unlock(&callback_mutex);
2046
2047         return mask;
2048 }
2049
2050 /**
2051  * cpuset_nodemask_valid_mems_allowed - check nodemask vs. curremt mems_allowed
2052  * @nodemask: the nodemask to be checked
2053  *
2054  * Are any of the nodes in the nodemask allowed in current->mems_allowed?
2055  */
2056 int cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(nodemask_t *nodemask)
2057 {
2058         return nodes_intersects(*nodemask, current->mems_allowed);
2059 }
2060
2061 /*
2062  * nearest_hardwall_ancestor() - Returns the nearest mem_exclusive or
2063  * mem_hardwall ancestor to the specified cpuset.  Call holding
2064  * callback_mutex.  If no ancestor is mem_exclusive or mem_hardwall
2065  * (an unusual configuration), then returns the root cpuset.
2066  */
2067 static const struct cpuset *nearest_hardwall_ancestor(const struct cpuset *cs)
2068 {
2069         while (!(is_mem_exclusive(cs) || is_mem_hardwall(cs)) && cs->parent)
2070                 cs = cs->parent;
2071         return cs;
2072 }
2073
2074 /**
2075  * cpuset_zone_allowed_softwall - Can we allocate on zone z's memory node?
2076  * @z: is this zone on an allowed node?
2077  * @gfp_mask: memory allocation flags
2078  *
2079  * If we're in interrupt, yes, we can always allocate.  If
2080  * __GFP_THISNODE is set, yes, we can always allocate.  If zone
2081  * z's node is in our tasks mems_allowed, yes.  If it's not a
2082  * __GFP_HARDWALL request and this zone's nodes is in the nearest
2083  * hardwalled cpuset ancestor to this tasks cpuset, yes.
2084  * If the task has been OOM killed and has access to memory reserves
2085  * as specified by the TIF_MEMDIE flag, yes.
2086  * Otherwise, no.
2087  *
2088  * If __GFP_HARDWALL is set, cpuset_zone_allowed_softwall()
2089  * reduces to cpuset_zone_allowed_hardwall().  Otherwise,
2090  * cpuset_zone_allowed_softwall() might sleep, and might allow a zone
2091  * from an enclosing cpuset.
2092  *
2093  * cpuset_zone_allowed_hardwall() only handles the simpler case of
2094  * hardwall cpusets, and never sleeps.
2095  *
2096  * The __GFP_THISNODE placement logic is really handled elsewhere,
2097  * by forcibly using a zonelist starting at a specified node, and by
2098  * (in get_page_from_freelist()) refusing to consider the zones for
2099  * any node on the zonelist except the first.  By the time any such
2100  * calls get to this routine, we should just shut up and say 'yes'.
2101  *
2102  * GFP_USER allocations are marked with the __GFP_HARDWALL bit,
2103  * and do not allow allocations outside the current tasks cpuset
2104  * unless the task has been OOM killed as is marked TIF_MEMDIE.
2105  * GFP_KERNEL allocations are not so marked, so can escape to the
2106  * nearest enclosing hardwalled ancestor cpuset.
2107  *
2108  * Scanning up parent cpusets requires callback_mutex.  The
2109  * __alloc_pages() routine only calls here with __GFP_HARDWALL bit
2110  * _not_ set if it's a GFP_KERNEL allocation, and all nodes in the
2111  * current tasks mems_allowed came up empty on the first pass over
2112  * the zonelist.  So only GFP_KERNEL allocations, if all nodes in the
2113  * cpuset are short of memory, might require taking the callback_mutex
2114  * mutex.
2115  *
2116  * The first call here from mm/page_alloc:get_page_from_freelist()
2117  * has __GFP_HARDWALL set in gfp_mask, enforcing hardwall cpusets,
2118  * so no allocation on a node outside the cpuset is allowed (unless
2119  * in interrupt, of course).
2120  *
2121  * The second pass through get_page_from_freelist() doesn't even call
2122  * here for GFP_ATOMIC calls.  For those calls, the __alloc_pages()
2123  * variable 'wait' is not set, and the bit ALLOC_CPUSET is not set
2124  * in alloc_flags.  That logic and the checks below have the combined
2125  * affect that:
2126  *      in_interrupt - any node ok (current task context irrelevant)
2127  *      GFP_ATOMIC   - any node ok
2128  *      TIF_MEMDIE   - any node ok
2129  *      GFP_KERNEL   - any node in enclosing hardwalled cpuset ok
2130  *      GFP_USER     - only nodes in current tasks mems allowed ok.
2131  *
2132  * Rule:
2133  *    Don't call cpuset_zone_allowed_softwall if you can't sleep, unless you
2134  *    pass in the __GFP_HARDWALL flag set in gfp_flag, which disables
2135  *    the code that might scan up ancestor cpusets and sleep.
2136  */
2137
2138 int __cpuset_zone_allowed_softwall(struct zone *z, gfp_t gfp_mask)
2139 {
2140         int node;                       /* node that zone z is on */
2141         const struct cpuset *cs;        /* current cpuset ancestors */
2142         int allowed;                    /* is allocation in zone z allowed? */
2143
2144         if (in_interrupt() || (gfp_mask & __GFP_THISNODE))
2145                 return 1;
2146         node = zone_to_nid(z);
2147         might_sleep_if(!(gfp_mask & __GFP_HARDWALL));
2148         if (node_isset(node, current->mems_allowed))
2149                 return 1;
2150         /*
2151          * Allow tasks that have access to memory reserves because they have
2152          * been OOM killed to get memory anywhere.
2153          */
2154         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
2155                 return 1;
2156         if (gfp_mask & __GFP_HARDWALL)  /* If hardwall request, stop here */
2157                 return 0;
2158
2159         if (current->flags & PF_EXITING) /* Let dying task have memory */
2160                 return 1;
2161
2162         /* Not hardwall and node outside mems_allowed: scan up cpusets */
2163         mutex_lock(&callback_mutex);
2164
2165         task_lock(current);
2166         cs = nearest_hardwall_ancestor(task_cs(current));
2167         task_unlock(current);
2168
2169         allowed = node_isset(node, cs->mems_allowed);
2170         mutex_unlock(&callback_mutex);
2171         return allowed;
2172 }
2173
2174 /*
2175  * cpuset_zone_allowed_hardwall - Can we allocate on zone z's memory node?
2176  * @z: is this zone on an allowed node?
2177  * @gfp_mask: memory allocation flags
2178  *
2179  * If we're in interrupt, yes, we can always allocate.
2180  * If __GFP_THISNODE is set, yes, we can always allocate.  If zone
2181  * z's node is in our tasks mems_allowed, yes.   If the task has been
2182  * OOM killed and has access to memory reserves as specified by the
2183  * TIF_MEMDIE flag, yes.  Otherwise, no.
2184  *
2185  * The __GFP_THISNODE placement logic is really handled elsewhere,
2186  * by forcibly using a zonelist starting at a specified node, and by
2187  * (in get_page_from_freelist()) refusing to consider the zones for
2188  * any node on the zonelist except the first.  By the time any such
2189  * calls get to this routine, we should just shut up and say 'yes'.
2190  *
2191  * Unlike the cpuset_zone_allowed_softwall() variant, above,
2192  * this variant requires that the zone be in the current tasks
2193  * mems_allowed or that we're in interrupt.  It does not scan up the
2194  * cpuset hierarchy for the nearest enclosing mem_exclusive cpuset.
2195  * It never sleeps.
2196  */
2197
2198 int __cpuset_zone_allowed_hardwall(struct zone *z, gfp_t gfp_mask)
2199 {
2200         int node;                       /* node that zone z is on */
2201
2202         if (in_interrupt() || (gfp_mask & __GFP_THISNODE))
2203                 return 1;
2204         node = zone_to_nid(z);
2205         if (node_isset(node, current->mems_allowed))
2206                 return 1;
2207         /*
2208          * Allow tasks that have access to memory reserves because they have
2209          * been OOM killed to get memory anywhere.
2210          */
2211         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
2212                 return 1;
2213         return 0;
2214 }
2215
2216 /**
2217  * cpuset_lock - lock out any changes to cpuset structures
2218  *
2219  * The out of memory (oom) code needs to mutex_lock cpusets
2220  * from being changed while it scans the tasklist looking for a
2221  * task in an overlapping cpuset.  Expose callback_mutex via this
2222  * cpuset_lock() routine, so the oom code can lock it, before
2223  * locking the task list.  The tasklist_lock is a spinlock, so
2224  * must be taken inside callback_mutex.
2225  */
2226
2227 void cpuset_lock(void)
2228 {
2229         mutex_lock(&callback_mutex);
2230 }
2231
2232 /**
2233  * cpuset_unlock - release lock on cpuset changes
2234  *
2235  * Undo the lock taken in a previous cpuset_lock() call.
2236  */
2237
2238 void cpuset_unlock(void)
2239 {
2240         mutex_unlock(&callback_mutex);
2241 }
2242
2243 /**
2244  * cpuset_mem_spread_node() - On which node to begin search for a page
2245  *
2246  * If a task is marked PF_SPREAD_PAGE or PF_SPREAD_SLAB (as for
2247  * tasks in a cpuset with is_spread_page or is_spread_slab set),
2248  * and if the memory allocation used cpuset_mem_spread_node()
2249  * to determine on which node to start looking, as it will for
2250  * certain page cache or slab cache pages such as used for file
2251  * system buffers and inode caches, then instead of starting on the
2252  * local node to look for a free page, rather spread the starting
2253  * node around the tasks mems_allowed nodes.
2254  *
2255  * We don't have to worry about the returned node being offline
2256  * because "it can't happen", and even if it did, it would be ok.
2257  *
2258  * The routines calling guarantee_online_mems() are careful to
2259  * only set nodes in task->mems_allowed that are online.  So it
2260  * should not be possible for the following code to return an
2261  * offline node.  But if it did, that would be ok, as this routine
2262  * is not returning the node where the allocation must be, only
2263  * the node where the search should start.  The zonelist passed to
2264  * __alloc_pages() will include all nodes.  If the slab allocator
2265  * is passed an offline node, it will fall back to the local node.
2266  * See kmem_cache_alloc_node().
2267  */
2268
2269 int cpuset_mem_spread_node(void)
2270 {
2271         int node;
2272
2273         node = next_node(current->cpuset_mem_spread_rotor, current->mems_allowed);
2274         if (node == MAX_NUMNODES)
2275                 node = first_node(current->mems_allowed);
2276         current->cpuset_mem_spread_rotor = node;
2277         return node;
2278 }
2279 EXPORT_SYMBOL_GPL(cpuset_mem_spread_node);
2280
2281 /**
2282  * cpuset_mems_allowed_intersects - Does @tsk1's mems_allowed intersect @tsk2's?
2283  * @tsk1: pointer to task_struct of some task.
2284  * @tsk2: pointer to task_struct of some other task.
2285  *
2286  * Description: Return true if @tsk1's mems_allowed intersects the
2287  * mems_allowed of @tsk2.  Used by the OOM killer to determine if
2288  * one of the task's memory usage might impact the memory available
2289  * to the other.
2290  **/
2291
2292 int cpuset_mems_allowed_intersects(const struct task_struct *tsk1,
2293                                    const struct task_struct *tsk2)
2294 {
2295         return nodes_intersects(tsk1->mems_allowed, tsk2->mems_allowed);
2296 }
2297
2298 /*
2299  * Collection of memory_pressure is suppressed unless
2300  * this flag is enabled by writing "1" to the special
2301  * cpuset file 'memory_pressure_enabled' in the root cpuset.
2302  */
2303
2304 int cpuset_memory_pressure_enabled __read_mostly;
2305
2306 /**
2307  * cpuset_memory_pressure_bump - keep stats of per-cpuset reclaims.
2308  *
2309  * Keep a running average of the rate of synchronous (direct)
2310  * page reclaim efforts initiated by tasks in each cpuset.
2311  *
2312  * This represents the rate at which some task in the cpuset
2313  * ran low on memory on all nodes it was allowed to use, and
2314  * had to enter the kernels page reclaim code in an effort to
2315  * create more free memory by tossing clean pages or swapping
2316  * or writing dirty pages.
2317  *
2318  * Display to user space in the per-cpuset read-only file
2319  * "memory_pressure".  Value displayed is an integer
2320  * representing the recent rate of entry into the synchronous
2321  * (direct) page reclaim by any task attached to the cpuset.
2322  **/
2323
2324 void __cpuset_memory_pressure_bump(void)
2325 {
2326         task_lock(current);
2327         fmeter_markevent(&task_cs(current)->fmeter);
2328         task_unlock(current);
2329 }
2330
2331 #ifdef CONFIG_PROC_PID_CPUSET
2332 /*
2333  * proc_cpuset_show()
2334  *  - Print tasks cpuset path into seq_file.
2335  *  - Used for /proc/<pid>/cpuset.
2336  *  - No need to task_lock(tsk) on this tsk->cpuset reference, as it
2337  *    doesn't really matter if tsk->cpuset changes after we read it,
2338  *    and we take cgroup_mutex, keeping cpuset_attach() from changing it
2339  *    anyway.
2340  */
2341 static int proc_cpuset_show(struct seq_file *m, void *unused_v)
2342 {
2343         struct pid *pid;
2344         struct task_struct *tsk;
2345         char *buf;
2346         struct cgroup_subsys_state *css;
2347         int retval;
2348
2349         retval = -ENOMEM;
2350         buf = kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
2351         if (!buf)
2352                 goto out;
2353
2354         retval = -ESRCH;
2355         pid = m->private;
2356         tsk = get_pid_task(pid, PIDTYPE_PID);
2357         if (!tsk)
2358                 goto out_free;
2359
2360         retval = -EINVAL;
2361         cgroup_lock();
2362         css = task_subsys_state(tsk, cpuset_subsys_id);
2363         retval = cgroup_path(css->cgroup, buf, PAGE_SIZE);
2364         if (retval < 0)
2365                 goto out_unlock;
2366         seq_puts(m, buf);
2367         seq_putc(m, '\n');
2368 out_unlock:
2369         cgroup_unlock();
2370         put_task_struct(tsk);
2371 out_free:
2372         kfree(buf);
2373 out:
2374         return retval;
2375 }
2376
2377 static int cpuset_open(struct inode *inode, struct file *file)
2378 {
2379         struct pid *pid = PROC_I(inode)->pid;
2380         return single_open(file, proc_cpuset_show, pid);
2381 }
2382
2383 const struct file_operations proc_cpuset_operations = {
2384         .open           = cpuset_open,
2385         .read           = seq_read,
2386         .llseek         = seq_lseek,
2387         .release        = single_release,
2388 };
2389 #endif /* CONFIG_PROC_PID_CPUSET */
2390
2391 /* Display task cpus_allowed, mems_allowed in /proc/<pid>/status file. */
2392 void cpuset_task_status_allowed(struct seq_file *m, struct task_struct *task)
2393 {
2394         seq_printf(m, "Cpus_allowed:\t");
2395         m->count += cpumask_scnprintf(m->buf + m->count, m->size - m->count,
2396                                         task->cpus_allowed);
2397         seq_printf(m, "\n");
2398         seq_printf(m, "Cpus_allowed_list:\t");
2399         m->count += cpulist_scnprintf(m->buf + m->count, m->size - m->count,
2400                                         task->cpus_allowed);
2401         seq_printf(m, "\n");
2402         seq_printf(m, "Mems_allowed:\t");
2403         m->count += nodemask_scnprintf(m->buf + m->count, m->size - m->count,
2404                                         task->mems_allowed);
2405         seq_printf(m, "\n");
2406         seq_printf(m, "Mems_allowed_list:\t");
2407         m->count += nodelist_scnprintf(m->buf + m->count, m->size - m->count,
2408                                         task->mems_allowed);
2409         seq_printf(m, "\n");
2410 }