[PATCH] cpuset: mempolicy one more nodemask conversion
[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 Silicon Graphics, Inc.
8  *
9  *  Portions derived from Patrick Mochel's sysfs code.
10  *  sysfs is Copyright (c) 2001-3 Patrick Mochel
11  *  Portions Copyright (c) 2004 Silicon Graphics, Inc.
12  *
13  *  2003-10-10 Written by Simon Derr <simon.derr@bull.net>
14  *  2003-10-22 Updates by Stephen Hemminger.
15  *  2004 May-July Rework by Paul Jackson <pj@sgi.com>
16  *
17  *  This file is subject to the terms and conditions of the GNU General Public
18  *  License.  See the file COPYING in the main directory of the Linux
19  *  distribution for more details.
20  */
21
22 #include <linux/config.h>
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/sched.h>
43 #include <linux/seq_file.h>
44 #include <linux/slab.h>
45 #include <linux/smp_lock.h>
46 #include <linux/spinlock.h>
47 #include <linux/stat.h>
48 #include <linux/string.h>
49 #include <linux/time.h>
50 #include <linux/backing-dev.h>
51 #include <linux/sort.h>
52
53 #include <asm/uaccess.h>
54 #include <asm/atomic.h>
55 #include <asm/semaphore.h>
56
57 #define CPUSET_SUPER_MAGIC              0x27e0eb
58
59 struct cpuset {
60         unsigned long flags;            /* "unsigned long" so bitops work */
61         cpumask_t cpus_allowed;         /* CPUs allowed to tasks in cpuset */
62         nodemask_t mems_allowed;        /* Memory Nodes allowed to tasks */
63
64         /*
65          * Count is atomic so can incr (fork) or decr (exit) without a lock.
66          */
67         atomic_t count;                 /* count tasks using this cpuset */
68
69         /*
70          * We link our 'sibling' struct into our parents 'children'.
71          * Our children link their 'sibling' into our 'children'.
72          */
73         struct list_head sibling;       /* my parents children */
74         struct list_head children;      /* my children */
75
76         struct cpuset *parent;          /* my parent */
77         struct dentry *dentry;          /* cpuset fs entry */
78
79         /*
80          * Copy of global cpuset_mems_generation as of the most
81          * recent time this cpuset changed its mems_allowed.
82          */
83          int mems_generation;
84 };
85
86 /* bits in struct cpuset flags field */
87 typedef enum {
88         CS_CPU_EXCLUSIVE,
89         CS_MEM_EXCLUSIVE,
90         CS_MEMORY_MIGRATE,
91         CS_REMOVED,
92         CS_NOTIFY_ON_RELEASE
93 } cpuset_flagbits_t;
94
95 /* convenient tests for these bits */
96 static inline int is_cpu_exclusive(const struct cpuset *cs)
97 {
98         return !!test_bit(CS_CPU_EXCLUSIVE, &cs->flags);
99 }
100
101 static inline int is_mem_exclusive(const struct cpuset *cs)
102 {
103         return !!test_bit(CS_MEM_EXCLUSIVE, &cs->flags);
104 }
105
106 static inline int is_removed(const struct cpuset *cs)
107 {
108         return !!test_bit(CS_REMOVED, &cs->flags);
109 }
110
111 static inline int notify_on_release(const struct cpuset *cs)
112 {
113         return !!test_bit(CS_NOTIFY_ON_RELEASE, &cs->flags);
114 }
115
116 static inline int is_memory_migrate(const struct cpuset *cs)
117 {
118         return !!test_bit(CS_MEMORY_MIGRATE, &cs->flags);
119 }
120
121 /*
122  * Increment this atomic integer everytime any cpuset changes its
123  * mems_allowed value.  Users of cpusets can track this generation
124  * number, and avoid having to lock and reload mems_allowed unless
125  * the cpuset they're using changes generation.
126  *
127  * A single, global generation is needed because attach_task() could
128  * reattach a task to a different cpuset, which must not have its
129  * generation numbers aliased with those of that tasks previous cpuset.
130  *
131  * Generations are needed for mems_allowed because one task cannot
132  * modify anothers memory placement.  So we must enable every task,
133  * on every visit to __alloc_pages(), to efficiently check whether
134  * its current->cpuset->mems_allowed has changed, requiring an update
135  * of its current->mems_allowed.
136  */
137 static atomic_t cpuset_mems_generation = ATOMIC_INIT(1);
138
139 static struct cpuset top_cpuset = {
140         .flags = ((1 << CS_CPU_EXCLUSIVE) | (1 << CS_MEM_EXCLUSIVE)),
141         .cpus_allowed = CPU_MASK_ALL,
142         .mems_allowed = NODE_MASK_ALL,
143         .count = ATOMIC_INIT(0),
144         .sibling = LIST_HEAD_INIT(top_cpuset.sibling),
145         .children = LIST_HEAD_INIT(top_cpuset.children),
146         .parent = NULL,
147         .dentry = NULL,
148         .mems_generation = 0,
149 };
150
151 static struct vfsmount *cpuset_mount;
152 static struct super_block *cpuset_sb = NULL;
153
154 /*
155  * We have two global cpuset semaphores below.  They can nest.
156  * It is ok to first take manage_sem, then nest callback_sem.  We also
157  * require taking task_lock() when dereferencing a tasks cpuset pointer.
158  * See "The task_lock() exception", at the end of this comment.
159  *
160  * A task must hold both semaphores to modify cpusets.  If a task
161  * holds manage_sem, then it blocks others wanting that semaphore,
162  * ensuring that it is the only task able to also acquire callback_sem
163  * and be able to modify cpusets.  It can perform various checks on
164  * the cpuset structure first, knowing nothing will change.  It can
165  * also allocate memory while just holding manage_sem.  While it is
166  * performing these checks, various callback routines can briefly
167  * acquire callback_sem to query cpusets.  Once it is ready to make
168  * the changes, it takes callback_sem, blocking everyone else.
169  *
170  * Calls to the kernel memory allocator can not be made while holding
171  * callback_sem, as that would risk double tripping on callback_sem
172  * from one of the callbacks into the cpuset code from within
173  * __alloc_pages().
174  *
175  * If a task is only holding callback_sem, then it has read-only
176  * access to cpusets.
177  *
178  * The task_struct fields mems_allowed and mems_generation may only
179  * be accessed in the context of that task, so require no locks.
180  *
181  * Any task can increment and decrement the count field without lock.
182  * So in general, code holding manage_sem or callback_sem can't rely
183  * on the count field not changing.  However, if the count goes to
184  * zero, then only attach_task(), which holds both semaphores, can
185  * increment it again.  Because a count of zero means that no tasks
186  * are currently attached, therefore there is no way a task attached
187  * to that cpuset can fork (the other way to increment the count).
188  * So code holding manage_sem or callback_sem can safely assume that
189  * if the count is zero, it will stay zero.  Similarly, if a task
190  * holds manage_sem or callback_sem on a cpuset with zero count, it
191  * knows that the cpuset won't be removed, as cpuset_rmdir() needs
192  * both of those semaphores.
193  *
194  * A possible optimization to improve parallelism would be to make
195  * callback_sem a R/W semaphore (rwsem), allowing the callback routines
196  * to proceed in parallel, with read access, until the holder of
197  * manage_sem needed to take this rwsem for exclusive write access
198  * and modify some cpusets.
199  *
200  * The cpuset_common_file_write handler for operations that modify
201  * the cpuset hierarchy holds manage_sem across the entire operation,
202  * single threading all such cpuset modifications across the system.
203  *
204  * The cpuset_common_file_read() handlers only hold callback_sem across
205  * small pieces of code, such as when reading out possibly multi-word
206  * cpumasks and nodemasks.
207  *
208  * The fork and exit callbacks cpuset_fork() and cpuset_exit(), don't
209  * (usually) take either semaphore.  These are the two most performance
210  * critical pieces of code here.  The exception occurs on cpuset_exit(),
211  * when a task in a notify_on_release cpuset exits.  Then manage_sem
212  * is taken, and if the cpuset count is zero, a usermode call made
213  * to /sbin/cpuset_release_agent with the name of the cpuset (path
214  * relative to the root of cpuset file system) as the argument.
215  *
216  * A cpuset can only be deleted if both its 'count' of using tasks
217  * is zero, and its list of 'children' cpusets is empty.  Since all
218  * tasks in the system use _some_ cpuset, and since there is always at
219  * least one task in the system (init, pid == 1), therefore, top_cpuset
220  * always has either children cpusets and/or using tasks.  So we don't
221  * need a special hack to ensure that top_cpuset cannot be deleted.
222  *
223  * The above "Tale of Two Semaphores" would be complete, but for:
224  *
225  *      The task_lock() exception
226  *
227  * The need for this exception arises from the action of attach_task(),
228  * which overwrites one tasks cpuset pointer with another.  It does
229  * so using both semaphores, however there are several performance
230  * critical places that need to reference task->cpuset without the
231  * expense of grabbing a system global semaphore.  Therefore except as
232  * noted below, when dereferencing or, as in attach_task(), modifying
233  * a tasks cpuset pointer we use task_lock(), which acts on a spinlock
234  * (task->alloc_lock) already in the task_struct routinely used for
235  * such matters.
236  */
237
238 static DECLARE_MUTEX(manage_sem);
239 static DECLARE_MUTEX(callback_sem);
240
241 /*
242  * A couple of forward declarations required, due to cyclic reference loop:
243  *  cpuset_mkdir -> cpuset_create -> cpuset_populate_dir -> cpuset_add_file
244  *  -> cpuset_create_file -> cpuset_dir_inode_operations -> cpuset_mkdir.
245  */
246
247 static int cpuset_mkdir(struct inode *dir, struct dentry *dentry, int mode);
248 static int cpuset_rmdir(struct inode *unused_dir, struct dentry *dentry);
249
250 static struct backing_dev_info cpuset_backing_dev_info = {
251         .ra_pages = 0,          /* No readahead */
252         .capabilities   = BDI_CAP_NO_ACCT_DIRTY | BDI_CAP_NO_WRITEBACK,
253 };
254
255 static struct inode *cpuset_new_inode(mode_t mode)
256 {
257         struct inode *inode = new_inode(cpuset_sb);
258
259         if (inode) {
260                 inode->i_mode = mode;
261                 inode->i_uid = current->fsuid;
262                 inode->i_gid = current->fsgid;
263                 inode->i_blksize = PAGE_CACHE_SIZE;
264                 inode->i_blocks = 0;
265                 inode->i_atime = inode->i_mtime = inode->i_ctime = CURRENT_TIME;
266                 inode->i_mapping->backing_dev_info = &cpuset_backing_dev_info;
267         }
268         return inode;
269 }
270
271 static void cpuset_diput(struct dentry *dentry, struct inode *inode)
272 {
273         /* is dentry a directory ? if so, kfree() associated cpuset */
274         if (S_ISDIR(inode->i_mode)) {
275                 struct cpuset *cs = dentry->d_fsdata;
276                 BUG_ON(!(is_removed(cs)));
277                 kfree(cs);
278         }
279         iput(inode);
280 }
281
282 static struct dentry_operations cpuset_dops = {
283         .d_iput = cpuset_diput,
284 };
285
286 static struct dentry *cpuset_get_dentry(struct dentry *parent, const char *name)
287 {
288         struct dentry *d = lookup_one_len(name, parent, strlen(name));
289         if (!IS_ERR(d))
290                 d->d_op = &cpuset_dops;
291         return d;
292 }
293
294 static void remove_dir(struct dentry *d)
295 {
296         struct dentry *parent = dget(d->d_parent);
297
298         d_delete(d);
299         simple_rmdir(parent->d_inode, d);
300         dput(parent);
301 }
302
303 /*
304  * NOTE : the dentry must have been dget()'ed
305  */
306 static void cpuset_d_remove_dir(struct dentry *dentry)
307 {
308         struct list_head *node;
309
310         spin_lock(&dcache_lock);
311         node = dentry->d_subdirs.next;
312         while (node != &dentry->d_subdirs) {
313                 struct dentry *d = list_entry(node, struct dentry, d_child);
314                 list_del_init(node);
315                 if (d->d_inode) {
316                         d = dget_locked(d);
317                         spin_unlock(&dcache_lock);
318                         d_delete(d);
319                         simple_unlink(dentry->d_inode, d);
320                         dput(d);
321                         spin_lock(&dcache_lock);
322                 }
323                 node = dentry->d_subdirs.next;
324         }
325         list_del_init(&dentry->d_child);
326         spin_unlock(&dcache_lock);
327         remove_dir(dentry);
328 }
329
330 static struct super_operations cpuset_ops = {
331         .statfs = simple_statfs,
332         .drop_inode = generic_delete_inode,
333 };
334
335 static int cpuset_fill_super(struct super_block *sb, void *unused_data,
336                                                         int unused_silent)
337 {
338         struct inode *inode;
339         struct dentry *root;
340
341         sb->s_blocksize = PAGE_CACHE_SIZE;
342         sb->s_blocksize_bits = PAGE_CACHE_SHIFT;
343         sb->s_magic = CPUSET_SUPER_MAGIC;
344         sb->s_op = &cpuset_ops;
345         cpuset_sb = sb;
346
347         inode = cpuset_new_inode(S_IFDIR | S_IRUGO | S_IXUGO | S_IWUSR);
348         if (inode) {
349                 inode->i_op = &simple_dir_inode_operations;
350                 inode->i_fop = &simple_dir_operations;
351                 /* directories start off with i_nlink == 2 (for "." entry) */
352                 inode->i_nlink++;
353         } else {
354                 return -ENOMEM;
355         }
356
357         root = d_alloc_root(inode);
358         if (!root) {
359                 iput(inode);
360                 return -ENOMEM;
361         }
362         sb->s_root = root;
363         return 0;
364 }
365
366 static struct super_block *cpuset_get_sb(struct file_system_type *fs_type,
367                                         int flags, const char *unused_dev_name,
368                                         void *data)
369 {
370         return get_sb_single(fs_type, flags, data, cpuset_fill_super);
371 }
372
373 static struct file_system_type cpuset_fs_type = {
374         .name = "cpuset",
375         .get_sb = cpuset_get_sb,
376         .kill_sb = kill_litter_super,
377 };
378
379 /* struct cftype:
380  *
381  * The files in the cpuset filesystem mostly have a very simple read/write
382  * handling, some common function will take care of it. Nevertheless some cases
383  * (read tasks) are special and therefore I define this structure for every
384  * kind of file.
385  *
386  *
387  * When reading/writing to a file:
388  *      - the cpuset to use in file->f_dentry->d_parent->d_fsdata
389  *      - the 'cftype' of the file is file->f_dentry->d_fsdata
390  */
391
392 struct cftype {
393         char *name;
394         int private;
395         int (*open) (struct inode *inode, struct file *file);
396         ssize_t (*read) (struct file *file, char __user *buf, size_t nbytes,
397                                                         loff_t *ppos);
398         int (*write) (struct file *file, const char __user *buf, size_t nbytes,
399                                                         loff_t *ppos);
400         int (*release) (struct inode *inode, struct file *file);
401 };
402
403 static inline struct cpuset *__d_cs(struct dentry *dentry)
404 {
405         return dentry->d_fsdata;
406 }
407
408 static inline struct cftype *__d_cft(struct dentry *dentry)
409 {
410         return dentry->d_fsdata;
411 }
412
413 /*
414  * Call with manage_sem held.  Writes path of cpuset into buf.
415  * Returns 0 on success, -errno on error.
416  */
417
418 static int cpuset_path(const struct cpuset *cs, char *buf, int buflen)
419 {
420         char *start;
421
422         start = buf + buflen;
423
424         *--start = '\0';
425         for (;;) {
426                 int len = cs->dentry->d_name.len;
427                 if ((start -= len) < buf)
428                         return -ENAMETOOLONG;
429                 memcpy(start, cs->dentry->d_name.name, len);
430                 cs = cs->parent;
431                 if (!cs)
432                         break;
433                 if (!cs->parent)
434                         continue;
435                 if (--start < buf)
436                         return -ENAMETOOLONG;
437                 *start = '/';
438         }
439         memmove(buf, start, buf + buflen - start);
440         return 0;
441 }
442
443 /*
444  * Notify userspace when a cpuset is released, by running
445  * /sbin/cpuset_release_agent with the name of the cpuset (path
446  * relative to the root of cpuset file system) as the argument.
447  *
448  * Most likely, this user command will try to rmdir this cpuset.
449  *
450  * This races with the possibility that some other task will be
451  * attached to this cpuset before it is removed, or that some other
452  * user task will 'mkdir' a child cpuset of this cpuset.  That's ok.
453  * The presumed 'rmdir' will fail quietly if this cpuset is no longer
454  * unused, and this cpuset will be reprieved from its death sentence,
455  * to continue to serve a useful existence.  Next time it's released,
456  * we will get notified again, if it still has 'notify_on_release' set.
457  *
458  * The final arg to call_usermodehelper() is 0, which means don't
459  * wait.  The separate /sbin/cpuset_release_agent task is forked by
460  * call_usermodehelper(), then control in this thread returns here,
461  * without waiting for the release agent task.  We don't bother to
462  * wait because the caller of this routine has no use for the exit
463  * status of the /sbin/cpuset_release_agent task, so no sense holding
464  * our caller up for that.
465  *
466  * When we had only one cpuset semaphore, we had to call this
467  * without holding it, to avoid deadlock when call_usermodehelper()
468  * allocated memory.  With two locks, we could now call this while
469  * holding manage_sem, but we still don't, so as to minimize
470  * the time manage_sem is held.
471  */
472
473 static void cpuset_release_agent(const char *pathbuf)
474 {
475         char *argv[3], *envp[3];
476         int i;
477
478         if (!pathbuf)
479                 return;
480
481         i = 0;
482         argv[i++] = "/sbin/cpuset_release_agent";
483         argv[i++] = (char *)pathbuf;
484         argv[i] = NULL;
485
486         i = 0;
487         /* minimal command environment */
488         envp[i++] = "HOME=/";
489         envp[i++] = "PATH=/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin";
490         envp[i] = NULL;
491
492         call_usermodehelper(argv[0], argv, envp, 0);
493         kfree(pathbuf);
494 }
495
496 /*
497  * Either cs->count of using tasks transitioned to zero, or the
498  * cs->children list of child cpusets just became empty.  If this
499  * cs is notify_on_release() and now both the user count is zero and
500  * the list of children is empty, prepare cpuset path in a kmalloc'd
501  * buffer, to be returned via ppathbuf, so that the caller can invoke
502  * cpuset_release_agent() with it later on, once manage_sem is dropped.
503  * Call here with manage_sem held.
504  *
505  * This check_for_release() routine is responsible for kmalloc'ing
506  * pathbuf.  The above cpuset_release_agent() is responsible for
507  * kfree'ing pathbuf.  The caller of these routines is responsible
508  * for providing a pathbuf pointer, initialized to NULL, then
509  * calling check_for_release() with manage_sem held and the address
510  * of the pathbuf pointer, then dropping manage_sem, then calling
511  * cpuset_release_agent() with pathbuf, as set by check_for_release().
512  */
513
514 static void check_for_release(struct cpuset *cs, char **ppathbuf)
515 {
516         if (notify_on_release(cs) && atomic_read(&cs->count) == 0 &&
517             list_empty(&cs->children)) {
518                 char *buf;
519
520                 buf = kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
521                 if (!buf)
522                         return;
523                 if (cpuset_path(cs, buf, PAGE_SIZE) < 0)
524                         kfree(buf);
525                 else
526                         *ppathbuf = buf;
527         }
528 }
529
530 /*
531  * Return in *pmask the portion of a cpusets's cpus_allowed that
532  * are online.  If none are online, walk up the cpuset hierarchy
533  * until we find one that does have some online cpus.  If we get
534  * all the way to the top and still haven't found any online cpus,
535  * return cpu_online_map.  Or if passed a NULL cs from an exit'ing
536  * task, return cpu_online_map.
537  *
538  * One way or another, we guarantee to return some non-empty subset
539  * of cpu_online_map.
540  *
541  * Call with callback_sem held.
542  */
543
544 static void guarantee_online_cpus(const struct cpuset *cs, cpumask_t *pmask)
545 {
546         while (cs && !cpus_intersects(cs->cpus_allowed, cpu_online_map))
547                 cs = cs->parent;
548         if (cs)
549                 cpus_and(*pmask, cs->cpus_allowed, cpu_online_map);
550         else
551                 *pmask = cpu_online_map;
552         BUG_ON(!cpus_intersects(*pmask, cpu_online_map));
553 }
554
555 /*
556  * Return in *pmask the portion of a cpusets's mems_allowed that
557  * are online.  If none are online, walk up the cpuset hierarchy
558  * until we find one that does have some online mems.  If we get
559  * all the way to the top and still haven't found any online mems,
560  * return node_online_map.
561  *
562  * One way or another, we guarantee to return some non-empty subset
563  * of node_online_map.
564  *
565  * Call with callback_sem held.
566  */
567
568 static void guarantee_online_mems(const struct cpuset *cs, nodemask_t *pmask)
569 {
570         while (cs && !nodes_intersects(cs->mems_allowed, node_online_map))
571                 cs = cs->parent;
572         if (cs)
573                 nodes_and(*pmask, cs->mems_allowed, node_online_map);
574         else
575                 *pmask = node_online_map;
576         BUG_ON(!nodes_intersects(*pmask, node_online_map));
577 }
578
579 /*
580  * Refresh current tasks mems_allowed and mems_generation from current
581  * tasks cpuset.
582  *
583  * Call without callback_sem or task_lock() held.  May be called with
584  * or without manage_sem held.  Will acquire task_lock() and might
585  * acquire callback_sem during call.
586  *
587  * The task_lock() is required to dereference current->cpuset safely.
588  * Without it, we could pick up the pointer value of current->cpuset
589  * in one instruction, and then attach_task could give us a different
590  * cpuset, and then the cpuset we had could be removed and freed,
591  * and then on our next instruction, we could dereference a no longer
592  * valid cpuset pointer to get its mems_generation field.
593  *
594  * This routine is needed to update the per-task mems_allowed data,
595  * within the tasks context, when it is trying to allocate memory
596  * (in various mm/mempolicy.c routines) and notices that some other
597  * task has been modifying its cpuset.
598  */
599
600 static void refresh_mems(void)
601 {
602         int my_cpusets_mem_gen;
603
604         task_lock(current);
605         my_cpusets_mem_gen = current->cpuset->mems_generation;
606         task_unlock(current);
607
608         if (current->cpuset_mems_generation != my_cpusets_mem_gen) {
609                 struct cpuset *cs;
610                 nodemask_t oldmem = current->mems_allowed;
611                 int migrate;
612
613                 down(&callback_sem);
614                 task_lock(current);
615                 cs = current->cpuset;
616                 migrate = is_memory_migrate(cs);
617                 guarantee_online_mems(cs, &current->mems_allowed);
618                 current->cpuset_mems_generation = cs->mems_generation;
619                 task_unlock(current);
620                 up(&callback_sem);
621                 if (!nodes_equal(oldmem, current->mems_allowed)) {
622                         numa_policy_rebind(&oldmem, &current->mems_allowed);
623                         if (migrate) {
624                                 do_migrate_pages(current->mm, &oldmem,
625                                         &current->mems_allowed,
626                                         MPOL_MF_MOVE_ALL);
627                         }
628                 }
629         }
630 }
631
632 /*
633  * is_cpuset_subset(p, q) - Is cpuset p a subset of cpuset q?
634  *
635  * One cpuset is a subset of another if all its allowed CPUs and
636  * Memory Nodes are a subset of the other, and its exclusive flags
637  * are only set if the other's are set.  Call holding manage_sem.
638  */
639
640 static int is_cpuset_subset(const struct cpuset *p, const struct cpuset *q)
641 {
642         return  cpus_subset(p->cpus_allowed, q->cpus_allowed) &&
643                 nodes_subset(p->mems_allowed, q->mems_allowed) &&
644                 is_cpu_exclusive(p) <= is_cpu_exclusive(q) &&
645                 is_mem_exclusive(p) <= is_mem_exclusive(q);
646 }
647
648 /*
649  * validate_change() - Used to validate that any proposed cpuset change
650  *                     follows the structural rules for cpusets.
651  *
652  * If we replaced the flag and mask values of the current cpuset
653  * (cur) with those values in the trial cpuset (trial), would
654  * our various subset and exclusive rules still be valid?  Presumes
655  * manage_sem held.
656  *
657  * 'cur' is the address of an actual, in-use cpuset.  Operations
658  * such as list traversal that depend on the actual address of the
659  * cpuset in the list must use cur below, not trial.
660  *
661  * 'trial' is the address of bulk structure copy of cur, with
662  * perhaps one or more of the fields cpus_allowed, mems_allowed,
663  * or flags changed to new, trial values.
664  *
665  * Return 0 if valid, -errno if not.
666  */
667
668 static int validate_change(const struct cpuset *cur, const struct cpuset *trial)
669 {
670         struct cpuset *c, *par;
671
672         /* Each of our child cpusets must be a subset of us */
673         list_for_each_entry(c, &cur->children, sibling) {
674                 if (!is_cpuset_subset(c, trial))
675                         return -EBUSY;
676         }
677
678         /* Remaining checks don't apply to root cpuset */
679         if ((par = cur->parent) == NULL)
680                 return 0;
681
682         /* We must be a subset of our parent cpuset */
683         if (!is_cpuset_subset(trial, par))
684                 return -EACCES;
685
686         /* If either I or some sibling (!= me) is exclusive, we can't overlap */
687         list_for_each_entry(c, &par->children, sibling) {
688                 if ((is_cpu_exclusive(trial) || is_cpu_exclusive(c)) &&
689                     c != cur &&
690                     cpus_intersects(trial->cpus_allowed, c->cpus_allowed))
691                         return -EINVAL;
692                 if ((is_mem_exclusive(trial) || is_mem_exclusive(c)) &&
693                     c != cur &&
694                     nodes_intersects(trial->mems_allowed, c->mems_allowed))
695                         return -EINVAL;
696         }
697
698         return 0;
699 }
700
701 /*
702  * For a given cpuset cur, partition the system as follows
703  * a. All cpus in the parent cpuset's cpus_allowed that are not part of any
704  *    exclusive child cpusets
705  * b. All cpus in the current cpuset's cpus_allowed that are not part of any
706  *    exclusive child cpusets
707  * Build these two partitions by calling partition_sched_domains
708  *
709  * Call with manage_sem held.  May nest a call to the
710  * lock_cpu_hotplug()/unlock_cpu_hotplug() pair.
711  */
712
713 static void update_cpu_domains(struct cpuset *cur)
714 {
715         struct cpuset *c, *par = cur->parent;
716         cpumask_t pspan, cspan;
717
718         if (par == NULL || cpus_empty(cur->cpus_allowed))
719                 return;
720
721         /*
722          * Get all cpus from parent's cpus_allowed not part of exclusive
723          * children
724          */
725         pspan = par->cpus_allowed;
726         list_for_each_entry(c, &par->children, sibling) {
727                 if (is_cpu_exclusive(c))
728                         cpus_andnot(pspan, pspan, c->cpus_allowed);
729         }
730         if (is_removed(cur) || !is_cpu_exclusive(cur)) {
731                 cpus_or(pspan, pspan, cur->cpus_allowed);
732                 if (cpus_equal(pspan, cur->cpus_allowed))
733                         return;
734                 cspan = CPU_MASK_NONE;
735         } else {
736                 if (cpus_empty(pspan))
737                         return;
738                 cspan = cur->cpus_allowed;
739                 /*
740                  * Get all cpus from current cpuset's cpus_allowed not part
741                  * of exclusive children
742                  */
743                 list_for_each_entry(c, &cur->children, sibling) {
744                         if (is_cpu_exclusive(c))
745                                 cpus_andnot(cspan, cspan, c->cpus_allowed);
746                 }
747         }
748
749         lock_cpu_hotplug();
750         partition_sched_domains(&pspan, &cspan);
751         unlock_cpu_hotplug();
752 }
753
754 /*
755  * Call with manage_sem held.  May take callback_sem during call.
756  */
757
758 static int update_cpumask(struct cpuset *cs, char *buf)
759 {
760         struct cpuset trialcs;
761         int retval, cpus_unchanged;
762
763         trialcs = *cs;
764         retval = cpulist_parse(buf, trialcs.cpus_allowed);
765         if (retval < 0)
766                 return retval;
767         cpus_and(trialcs.cpus_allowed, trialcs.cpus_allowed, cpu_online_map);
768         if (cpus_empty(trialcs.cpus_allowed))
769                 return -ENOSPC;
770         retval = validate_change(cs, &trialcs);
771         if (retval < 0)
772                 return retval;
773         cpus_unchanged = cpus_equal(cs->cpus_allowed, trialcs.cpus_allowed);
774         down(&callback_sem);
775         cs->cpus_allowed = trialcs.cpus_allowed;
776         up(&callback_sem);
777         if (is_cpu_exclusive(cs) && !cpus_unchanged)
778                 update_cpu_domains(cs);
779         return 0;
780 }
781
782 /*
783  * Call with manage_sem held.  May take callback_sem during call.
784  */
785
786 static int update_nodemask(struct cpuset *cs, char *buf)
787 {
788         struct cpuset trialcs;
789         int retval;
790
791         trialcs = *cs;
792         retval = nodelist_parse(buf, trialcs.mems_allowed);
793         if (retval < 0)
794                 return retval;
795         nodes_and(trialcs.mems_allowed, trialcs.mems_allowed, node_online_map);
796         if (nodes_empty(trialcs.mems_allowed))
797                 return -ENOSPC;
798         retval = validate_change(cs, &trialcs);
799         if (retval == 0) {
800                 down(&callback_sem);
801                 cs->mems_allowed = trialcs.mems_allowed;
802                 atomic_inc(&cpuset_mems_generation);
803                 cs->mems_generation = atomic_read(&cpuset_mems_generation);
804                 up(&callback_sem);
805         }
806         return retval;
807 }
808
809 /*
810  * update_flag - read a 0 or a 1 in a file and update associated flag
811  * bit: the bit to update (CS_CPU_EXCLUSIVE, CS_MEM_EXCLUSIVE,
812  *                              CS_NOTIFY_ON_RELEASE, CS_MEMORY_MIGRATE)
813  * cs:  the cpuset to update
814  * buf: the buffer where we read the 0 or 1
815  *
816  * Call with manage_sem held.
817  */
818
819 static int update_flag(cpuset_flagbits_t bit, struct cpuset *cs, char *buf)
820 {
821         int turning_on;
822         struct cpuset trialcs;
823         int err, cpu_exclusive_changed;
824
825         turning_on = (simple_strtoul(buf, NULL, 10) != 0);
826
827         trialcs = *cs;
828         if (turning_on)
829                 set_bit(bit, &trialcs.flags);
830         else
831                 clear_bit(bit, &trialcs.flags);
832
833         err = validate_change(cs, &trialcs);
834         if (err < 0)
835                 return err;
836         cpu_exclusive_changed =
837                 (is_cpu_exclusive(cs) != is_cpu_exclusive(&trialcs));
838         down(&callback_sem);
839         if (turning_on)
840                 set_bit(bit, &cs->flags);
841         else
842                 clear_bit(bit, &cs->flags);
843         up(&callback_sem);
844
845         if (cpu_exclusive_changed)
846                 update_cpu_domains(cs);
847         return 0;
848 }
849
850 /*
851  * Attack task specified by pid in 'pidbuf' to cpuset 'cs', possibly
852  * writing the path of the old cpuset in 'ppathbuf' if it needs to be
853  * notified on release.
854  *
855  * Call holding manage_sem.  May take callback_sem and task_lock of
856  * the task 'pid' during call.
857  */
858
859 static int attach_task(struct cpuset *cs, char *pidbuf, char **ppathbuf)
860 {
861         pid_t pid;
862         struct task_struct *tsk;
863         struct cpuset *oldcs;
864         cpumask_t cpus;
865         nodemask_t from, to;
866
867         if (sscanf(pidbuf, "%d", &pid) != 1)
868                 return -EIO;
869         if (cpus_empty(cs->cpus_allowed) || nodes_empty(cs->mems_allowed))
870                 return -ENOSPC;
871
872         if (pid) {
873                 read_lock(&tasklist_lock);
874
875                 tsk = find_task_by_pid(pid);
876                 if (!tsk || tsk->flags & PF_EXITING) {
877                         read_unlock(&tasklist_lock);
878                         return -ESRCH;
879                 }
880
881                 get_task_struct(tsk);
882                 read_unlock(&tasklist_lock);
883
884                 if ((current->euid) && (current->euid != tsk->uid)
885                     && (current->euid != tsk->suid)) {
886                         put_task_struct(tsk);
887                         return -EACCES;
888                 }
889         } else {
890                 tsk = current;
891                 get_task_struct(tsk);
892         }
893
894         down(&callback_sem);
895
896         task_lock(tsk);
897         oldcs = tsk->cpuset;
898         if (!oldcs) {
899                 task_unlock(tsk);
900                 up(&callback_sem);
901                 put_task_struct(tsk);
902                 return -ESRCH;
903         }
904         atomic_inc(&cs->count);
905         tsk->cpuset = cs;
906         task_unlock(tsk);
907
908         guarantee_online_cpus(cs, &cpus);
909         set_cpus_allowed(tsk, cpus);
910
911         from = oldcs->mems_allowed;
912         to = cs->mems_allowed;
913
914         up(&callback_sem);
915         if (is_memory_migrate(cs))
916                 do_migrate_pages(tsk->mm, &from, &to, MPOL_MF_MOVE_ALL);
917         put_task_struct(tsk);
918         if (atomic_dec_and_test(&oldcs->count))
919                 check_for_release(oldcs, ppathbuf);
920         return 0;
921 }
922
923 /* The various types of files and directories in a cpuset file system */
924
925 typedef enum {
926         FILE_ROOT,
927         FILE_DIR,
928         FILE_MEMORY_MIGRATE,
929         FILE_CPULIST,
930         FILE_MEMLIST,
931         FILE_CPU_EXCLUSIVE,
932         FILE_MEM_EXCLUSIVE,
933         FILE_NOTIFY_ON_RELEASE,
934         FILE_TASKLIST,
935 } cpuset_filetype_t;
936
937 static ssize_t cpuset_common_file_write(struct file *file, const char __user *userbuf,
938                                         size_t nbytes, loff_t *unused_ppos)
939 {
940         struct cpuset *cs = __d_cs(file->f_dentry->d_parent);
941         struct cftype *cft = __d_cft(file->f_dentry);
942         cpuset_filetype_t type = cft->private;
943         char *buffer;
944         char *pathbuf = NULL;
945         int retval = 0;
946
947         /* Crude upper limit on largest legitimate cpulist user might write. */
948         if (nbytes > 100 + 6 * NR_CPUS)
949                 return -E2BIG;
950
951         /* +1 for nul-terminator */
952         if ((buffer = kmalloc(nbytes + 1, GFP_KERNEL)) == 0)
953                 return -ENOMEM;
954
955         if (copy_from_user(buffer, userbuf, nbytes)) {
956                 retval = -EFAULT;
957                 goto out1;
958         }
959         buffer[nbytes] = 0;     /* nul-terminate */
960
961         down(&manage_sem);
962
963         if (is_removed(cs)) {
964                 retval = -ENODEV;
965                 goto out2;
966         }
967
968         switch (type) {
969         case FILE_CPULIST:
970                 retval = update_cpumask(cs, buffer);
971                 break;
972         case FILE_MEMLIST:
973                 retval = update_nodemask(cs, buffer);
974                 break;
975         case FILE_CPU_EXCLUSIVE:
976                 retval = update_flag(CS_CPU_EXCLUSIVE, cs, buffer);
977                 break;
978         case FILE_MEM_EXCLUSIVE:
979                 retval = update_flag(CS_MEM_EXCLUSIVE, cs, buffer);
980                 break;
981         case FILE_NOTIFY_ON_RELEASE:
982                 retval = update_flag(CS_NOTIFY_ON_RELEASE, cs, buffer);
983                 break;
984         case FILE_MEMORY_MIGRATE:
985                 retval = update_flag(CS_MEMORY_MIGRATE, cs, buffer);
986                 break;
987         case FILE_TASKLIST:
988                 retval = attach_task(cs, buffer, &pathbuf);
989                 break;
990         default:
991                 retval = -EINVAL;
992                 goto out2;
993         }
994
995         if (retval == 0)
996                 retval = nbytes;
997 out2:
998         up(&manage_sem);
999         cpuset_release_agent(pathbuf);
1000 out1:
1001         kfree(buffer);
1002         return retval;
1003 }
1004
1005 static ssize_t cpuset_file_write(struct file *file, const char __user *buf,
1006                                                 size_t nbytes, loff_t *ppos)
1007 {
1008         ssize_t retval = 0;
1009         struct cftype *cft = __d_cft(file->f_dentry);
1010         if (!cft)
1011                 return -ENODEV;
1012
1013         /* special function ? */
1014         if (cft->write)
1015                 retval = cft->write(file, buf, nbytes, ppos);
1016         else
1017                 retval = cpuset_common_file_write(file, buf, nbytes, ppos);
1018
1019         return retval;
1020 }
1021
1022 /*
1023  * These ascii lists should be read in a single call, by using a user
1024  * buffer large enough to hold the entire map.  If read in smaller
1025  * chunks, there is no guarantee of atomicity.  Since the display format
1026  * used, list of ranges of sequential numbers, is variable length,
1027  * and since these maps can change value dynamically, one could read
1028  * gibberish by doing partial reads while a list was changing.
1029  * A single large read to a buffer that crosses a page boundary is
1030  * ok, because the result being copied to user land is not recomputed
1031  * across a page fault.
1032  */
1033
1034 static int cpuset_sprintf_cpulist(char *page, struct cpuset *cs)
1035 {
1036         cpumask_t mask;
1037
1038         down(&callback_sem);
1039         mask = cs->cpus_allowed;
1040         up(&callback_sem);
1041
1042         return cpulist_scnprintf(page, PAGE_SIZE, mask);
1043 }
1044
1045 static int cpuset_sprintf_memlist(char *page, struct cpuset *cs)
1046 {
1047         nodemask_t mask;
1048
1049         down(&callback_sem);
1050         mask = cs->mems_allowed;
1051         up(&callback_sem);
1052
1053         return nodelist_scnprintf(page, PAGE_SIZE, mask);
1054 }
1055
1056 static ssize_t cpuset_common_file_read(struct file *file, char __user *buf,
1057                                 size_t nbytes, loff_t *ppos)
1058 {
1059         struct cftype *cft = __d_cft(file->f_dentry);
1060         struct cpuset *cs = __d_cs(file->f_dentry->d_parent);
1061         cpuset_filetype_t type = cft->private;
1062         char *page;
1063         ssize_t retval = 0;
1064         char *s;
1065
1066         if (!(page = (char *)__get_free_page(GFP_KERNEL)))
1067                 return -ENOMEM;
1068
1069         s = page;
1070
1071         switch (type) {
1072         case FILE_CPULIST:
1073                 s += cpuset_sprintf_cpulist(s, cs);
1074                 break;
1075         case FILE_MEMLIST:
1076                 s += cpuset_sprintf_memlist(s, cs);
1077                 break;
1078         case FILE_CPU_EXCLUSIVE:
1079                 *s++ = is_cpu_exclusive(cs) ? '1' : '0';
1080                 break;
1081         case FILE_MEM_EXCLUSIVE:
1082                 *s++ = is_mem_exclusive(cs) ? '1' : '0';
1083                 break;
1084         case FILE_NOTIFY_ON_RELEASE:
1085                 *s++ = notify_on_release(cs) ? '1' : '0';
1086                 break;
1087         case FILE_MEMORY_MIGRATE:
1088                 *s++ = is_memory_migrate(cs) ? '1' : '0';
1089                 break;
1090         default:
1091                 retval = -EINVAL;
1092                 goto out;
1093         }
1094         *s++ = '\n';
1095
1096         retval = simple_read_from_buffer(buf, nbytes, ppos, page, s - page);
1097 out:
1098         free_page((unsigned long)page);
1099         return retval;
1100 }
1101
1102 static ssize_t cpuset_file_read(struct file *file, char __user *buf, size_t nbytes,
1103                                                                 loff_t *ppos)
1104 {
1105         ssize_t retval = 0;
1106         struct cftype *cft = __d_cft(file->f_dentry);
1107         if (!cft)
1108                 return -ENODEV;
1109
1110         /* special function ? */
1111         if (cft->read)
1112                 retval = cft->read(file, buf, nbytes, ppos);
1113         else
1114                 retval = cpuset_common_file_read(file, buf, nbytes, ppos);
1115
1116         return retval;
1117 }
1118
1119 static int cpuset_file_open(struct inode *inode, struct file *file)
1120 {
1121         int err;
1122         struct cftype *cft;
1123
1124         err = generic_file_open(inode, file);
1125         if (err)
1126                 return err;
1127
1128         cft = __d_cft(file->f_dentry);
1129         if (!cft)
1130                 return -ENODEV;
1131         if (cft->open)
1132                 err = cft->open(inode, file);
1133         else
1134                 err = 0;
1135
1136         return err;
1137 }
1138
1139 static int cpuset_file_release(struct inode *inode, struct file *file)
1140 {
1141         struct cftype *cft = __d_cft(file->f_dentry);
1142         if (cft->release)
1143                 return cft->release(inode, file);
1144         return 0;
1145 }
1146
1147 /*
1148  * cpuset_rename - Only allow simple rename of directories in place.
1149  */
1150 static int cpuset_rename(struct inode *old_dir, struct dentry *old_dentry,
1151                   struct inode *new_dir, struct dentry *new_dentry)
1152 {
1153         if (!S_ISDIR(old_dentry->d_inode->i_mode))
1154                 return -ENOTDIR;
1155         if (new_dentry->d_inode)
1156                 return -EEXIST;
1157         if (old_dir != new_dir)
1158                 return -EIO;
1159         return simple_rename(old_dir, old_dentry, new_dir, new_dentry);
1160 }
1161
1162 static struct file_operations cpuset_file_operations = {
1163         .read = cpuset_file_read,
1164         .write = cpuset_file_write,
1165         .llseek = generic_file_llseek,
1166         .open = cpuset_file_open,
1167         .release = cpuset_file_release,
1168 };
1169
1170 static struct inode_operations cpuset_dir_inode_operations = {
1171         .lookup = simple_lookup,
1172         .mkdir = cpuset_mkdir,
1173         .rmdir = cpuset_rmdir,
1174         .rename = cpuset_rename,
1175 };
1176
1177 static int cpuset_create_file(struct dentry *dentry, int mode)
1178 {
1179         struct inode *inode;
1180
1181         if (!dentry)
1182                 return -ENOENT;
1183         if (dentry->d_inode)
1184                 return -EEXIST;
1185
1186         inode = cpuset_new_inode(mode);
1187         if (!inode)
1188                 return -ENOMEM;
1189
1190         if (S_ISDIR(mode)) {
1191                 inode->i_op = &cpuset_dir_inode_operations;
1192                 inode->i_fop = &simple_dir_operations;
1193
1194                 /* start off with i_nlink == 2 (for "." entry) */
1195                 inode->i_nlink++;
1196         } else if (S_ISREG(mode)) {
1197                 inode->i_size = 0;
1198                 inode->i_fop = &cpuset_file_operations;
1199         }
1200
1201         d_instantiate(dentry, inode);
1202         dget(dentry);   /* Extra count - pin the dentry in core */
1203         return 0;
1204 }
1205
1206 /*
1207  *      cpuset_create_dir - create a directory for an object.
1208  *      cs:     the cpuset we create the directory for.
1209  *              It must have a valid ->parent field
1210  *              And we are going to fill its ->dentry field.
1211  *      name:   The name to give to the cpuset directory. Will be copied.
1212  *      mode:   mode to set on new directory.
1213  */
1214
1215 static int cpuset_create_dir(struct cpuset *cs, const char *name, int mode)
1216 {
1217         struct dentry *dentry = NULL;
1218         struct dentry *parent;
1219         int error = 0;
1220
1221         parent = cs->parent->dentry;
1222         dentry = cpuset_get_dentry(parent, name);
1223         if (IS_ERR(dentry))
1224                 return PTR_ERR(dentry);
1225         error = cpuset_create_file(dentry, S_IFDIR | mode);
1226         if (!error) {
1227                 dentry->d_fsdata = cs;
1228                 parent->d_inode->i_nlink++;
1229                 cs->dentry = dentry;
1230         }
1231         dput(dentry);
1232
1233         return error;
1234 }
1235
1236 static int cpuset_add_file(struct dentry *dir, const struct cftype *cft)
1237 {
1238         struct dentry *dentry;
1239         int error;
1240
1241         down(&dir->d_inode->i_sem);
1242         dentry = cpuset_get_dentry(dir, cft->name);
1243         if (!IS_ERR(dentry)) {
1244                 error = cpuset_create_file(dentry, 0644 | S_IFREG);
1245                 if (!error)
1246                         dentry->d_fsdata = (void *)cft;
1247                 dput(dentry);
1248         } else
1249                 error = PTR_ERR(dentry);
1250         up(&dir->d_inode->i_sem);
1251         return error;
1252 }
1253
1254 /*
1255  * Stuff for reading the 'tasks' file.
1256  *
1257  * Reading this file can return large amounts of data if a cpuset has
1258  * *lots* of attached tasks. So it may need several calls to read(),
1259  * but we cannot guarantee that the information we produce is correct
1260  * unless we produce it entirely atomically.
1261  *
1262  * Upon tasks file open(), a struct ctr_struct is allocated, that
1263  * will have a pointer to an array (also allocated here).  The struct
1264  * ctr_struct * is stored in file->private_data.  Its resources will
1265  * be freed by release() when the file is closed.  The array is used
1266  * to sprintf the PIDs and then used by read().
1267  */
1268
1269 /* cpusets_tasks_read array */
1270
1271 struct ctr_struct {
1272         char *buf;
1273         int bufsz;
1274 };
1275
1276 /*
1277  * Load into 'pidarray' up to 'npids' of the tasks using cpuset 'cs'.
1278  * Return actual number of pids loaded.  No need to task_lock(p)
1279  * when reading out p->cpuset, as we don't really care if it changes
1280  * on the next cycle, and we are not going to try to dereference it.
1281  */
1282 static inline int pid_array_load(pid_t *pidarray, int npids, struct cpuset *cs)
1283 {
1284         int n = 0;
1285         struct task_struct *g, *p;
1286
1287         read_lock(&tasklist_lock);
1288
1289         do_each_thread(g, p) {
1290                 if (p->cpuset == cs) {
1291                         pidarray[n++] = p->pid;
1292                         if (unlikely(n == npids))
1293                                 goto array_full;
1294                 }
1295         } while_each_thread(g, p);
1296
1297 array_full:
1298         read_unlock(&tasklist_lock);
1299         return n;
1300 }
1301
1302 static int cmppid(const void *a, const void *b)
1303 {
1304         return *(pid_t *)a - *(pid_t *)b;
1305 }
1306
1307 /*
1308  * Convert array 'a' of 'npids' pid_t's to a string of newline separated
1309  * decimal pids in 'buf'.  Don't write more than 'sz' chars, but return
1310  * count 'cnt' of how many chars would be written if buf were large enough.
1311  */
1312 static int pid_array_to_buf(char *buf, int sz, pid_t *a, int npids)
1313 {
1314         int cnt = 0;
1315         int i;
1316
1317         for (i = 0; i < npids; i++)
1318                 cnt += snprintf(buf + cnt, max(sz - cnt, 0), "%d\n", a[i]);
1319         return cnt;
1320 }
1321
1322 /*
1323  * Handle an open on 'tasks' file.  Prepare a buffer listing the
1324  * process id's of tasks currently attached to the cpuset being opened.
1325  *
1326  * Does not require any specific cpuset semaphores, and does not take any.
1327  */
1328 static int cpuset_tasks_open(struct inode *unused, struct file *file)
1329 {
1330         struct cpuset *cs = __d_cs(file->f_dentry->d_parent);
1331         struct ctr_struct *ctr;
1332         pid_t *pidarray;
1333         int npids;
1334         char c;
1335
1336         if (!(file->f_mode & FMODE_READ))
1337                 return 0;
1338
1339         ctr = kmalloc(sizeof(*ctr), GFP_KERNEL);
1340         if (!ctr)
1341                 goto err0;
1342
1343         /*
1344          * If cpuset gets more users after we read count, we won't have
1345          * enough space - tough.  This race is indistinguishable to the
1346          * caller from the case that the additional cpuset users didn't
1347          * show up until sometime later on.
1348          */
1349         npids = atomic_read(&cs->count);
1350         pidarray = kmalloc(npids * sizeof(pid_t), GFP_KERNEL);
1351         if (!pidarray)
1352                 goto err1;
1353
1354         npids = pid_array_load(pidarray, npids, cs);
1355         sort(pidarray, npids, sizeof(pid_t), cmppid, NULL);
1356
1357         /* Call pid_array_to_buf() twice, first just to get bufsz */
1358         ctr->bufsz = pid_array_to_buf(&c, sizeof(c), pidarray, npids) + 1;
1359         ctr->buf = kmalloc(ctr->bufsz, GFP_KERNEL);
1360         if (!ctr->buf)
1361                 goto err2;
1362         ctr->bufsz = pid_array_to_buf(ctr->buf, ctr->bufsz, pidarray, npids);
1363
1364         kfree(pidarray);
1365         file->private_data = ctr;
1366         return 0;
1367
1368 err2:
1369         kfree(pidarray);
1370 err1:
1371         kfree(ctr);
1372 err0:
1373         return -ENOMEM;
1374 }
1375
1376 static ssize_t cpuset_tasks_read(struct file *file, char __user *buf,
1377                                                 size_t nbytes, loff_t *ppos)
1378 {
1379         struct ctr_struct *ctr = file->private_data;
1380
1381         if (*ppos + nbytes > ctr->bufsz)
1382                 nbytes = ctr->bufsz - *ppos;
1383         if (copy_to_user(buf, ctr->buf + *ppos, nbytes))
1384                 return -EFAULT;
1385         *ppos += nbytes;
1386         return nbytes;
1387 }
1388
1389 static int cpuset_tasks_release(struct inode *unused_inode, struct file *file)
1390 {
1391         struct ctr_struct *ctr;
1392
1393         if (file->f_mode & FMODE_READ) {
1394                 ctr = file->private_data;
1395                 kfree(ctr->buf);
1396                 kfree(ctr);
1397         }
1398         return 0;
1399 }
1400
1401 /*
1402  * for the common functions, 'private' gives the type of file
1403  */
1404
1405 static struct cftype cft_tasks = {
1406         .name = "tasks",
1407         .open = cpuset_tasks_open,
1408         .read = cpuset_tasks_read,
1409         .release = cpuset_tasks_release,
1410         .private = FILE_TASKLIST,
1411 };
1412
1413 static struct cftype cft_cpus = {
1414         .name = "cpus",
1415         .private = FILE_CPULIST,
1416 };
1417
1418 static struct cftype cft_mems = {
1419         .name = "mems",
1420         .private = FILE_MEMLIST,
1421 };
1422
1423 static struct cftype cft_cpu_exclusive = {
1424         .name = "cpu_exclusive",
1425         .private = FILE_CPU_EXCLUSIVE,
1426 };
1427
1428 static struct cftype cft_mem_exclusive = {
1429         .name = "mem_exclusive",
1430         .private = FILE_MEM_EXCLUSIVE,
1431 };
1432
1433 static struct cftype cft_notify_on_release = {
1434         .name = "notify_on_release",
1435         .private = FILE_NOTIFY_ON_RELEASE,
1436 };
1437
1438 static struct cftype cft_memory_migrate = {
1439         .name = "memory_migrate",
1440         .private = FILE_MEMORY_MIGRATE,
1441 };
1442
1443 static int cpuset_populate_dir(struct dentry *cs_dentry)
1444 {
1445         int err;
1446
1447         if ((err = cpuset_add_file(cs_dentry, &cft_cpus)) < 0)
1448                 return err;
1449         if ((err = cpuset_add_file(cs_dentry, &cft_mems)) < 0)
1450                 return err;
1451         if ((err = cpuset_add_file(cs_dentry, &cft_cpu_exclusive)) < 0)
1452                 return err;
1453         if ((err = cpuset_add_file(cs_dentry, &cft_mem_exclusive)) < 0)
1454                 return err;
1455         if ((err = cpuset_add_file(cs_dentry, &cft_notify_on_release)) < 0)
1456                 return err;
1457         if ((err = cpuset_add_file(cs_dentry, &cft_memory_migrate)) < 0)
1458                 return err;
1459         if ((err = cpuset_add_file(cs_dentry, &cft_tasks)) < 0)
1460                 return err;
1461         return 0;
1462 }
1463
1464 /*
1465  *      cpuset_create - create a cpuset
1466  *      parent: cpuset that will be parent of the new cpuset.
1467  *      name:           name of the new cpuset. Will be strcpy'ed.
1468  *      mode:           mode to set on new inode
1469  *
1470  *      Must be called with the semaphore on the parent inode held
1471  */
1472
1473 static long cpuset_create(struct cpuset *parent, const char *name, int mode)
1474 {
1475         struct cpuset *cs;
1476         int err;
1477
1478         cs = kmalloc(sizeof(*cs), GFP_KERNEL);
1479         if (!cs)
1480                 return -ENOMEM;
1481
1482         down(&manage_sem);
1483         refresh_mems();
1484         cs->flags = 0;
1485         if (notify_on_release(parent))
1486                 set_bit(CS_NOTIFY_ON_RELEASE, &cs->flags);
1487         cs->cpus_allowed = CPU_MASK_NONE;
1488         cs->mems_allowed = NODE_MASK_NONE;
1489         atomic_set(&cs->count, 0);
1490         INIT_LIST_HEAD(&cs->sibling);
1491         INIT_LIST_HEAD(&cs->children);
1492         atomic_inc(&cpuset_mems_generation);
1493         cs->mems_generation = atomic_read(&cpuset_mems_generation);
1494
1495         cs->parent = parent;
1496
1497         down(&callback_sem);
1498         list_add(&cs->sibling, &cs->parent->children);
1499         up(&callback_sem);
1500
1501         err = cpuset_create_dir(cs, name, mode);
1502         if (err < 0)
1503                 goto err;
1504
1505         /*
1506          * Release manage_sem before cpuset_populate_dir() because it
1507          * will down() this new directory's i_sem and if we race with
1508          * another mkdir, we might deadlock.
1509          */
1510         up(&manage_sem);
1511
1512         err = cpuset_populate_dir(cs->dentry);
1513         /* If err < 0, we have a half-filled directory - oh well ;) */
1514         return 0;
1515 err:
1516         list_del(&cs->sibling);
1517         up(&manage_sem);
1518         kfree(cs);
1519         return err;
1520 }
1521
1522 static int cpuset_mkdir(struct inode *dir, struct dentry *dentry, int mode)
1523 {
1524         struct cpuset *c_parent = dentry->d_parent->d_fsdata;
1525
1526         /* the vfs holds inode->i_sem already */
1527         return cpuset_create(c_parent, dentry->d_name.name, mode | S_IFDIR);
1528 }
1529
1530 static int cpuset_rmdir(struct inode *unused_dir, struct dentry *dentry)
1531 {
1532         struct cpuset *cs = dentry->d_fsdata;
1533         struct dentry *d;
1534         struct cpuset *parent;
1535         char *pathbuf = NULL;
1536
1537         /* the vfs holds both inode->i_sem already */
1538
1539         down(&manage_sem);
1540         refresh_mems();
1541         if (atomic_read(&cs->count) > 0) {
1542                 up(&manage_sem);
1543                 return -EBUSY;
1544         }
1545         if (!list_empty(&cs->children)) {
1546                 up(&manage_sem);
1547                 return -EBUSY;
1548         }
1549         parent = cs->parent;
1550         down(&callback_sem);
1551         set_bit(CS_REMOVED, &cs->flags);
1552         if (is_cpu_exclusive(cs))
1553                 update_cpu_domains(cs);
1554         list_del(&cs->sibling); /* delete my sibling from parent->children */
1555         spin_lock(&cs->dentry->d_lock);
1556         d = dget(cs->dentry);
1557         cs->dentry = NULL;
1558         spin_unlock(&d->d_lock);
1559         cpuset_d_remove_dir(d);
1560         dput(d);
1561         up(&callback_sem);
1562         if (list_empty(&parent->children))
1563                 check_for_release(parent, &pathbuf);
1564         up(&manage_sem);
1565         cpuset_release_agent(pathbuf);
1566         return 0;
1567 }
1568
1569 /**
1570  * cpuset_init - initialize cpusets at system boot
1571  *
1572  * Description: Initialize top_cpuset and the cpuset internal file system,
1573  **/
1574
1575 int __init cpuset_init(void)
1576 {
1577         struct dentry *root;
1578         int err;
1579
1580         top_cpuset.cpus_allowed = CPU_MASK_ALL;
1581         top_cpuset.mems_allowed = NODE_MASK_ALL;
1582
1583         atomic_inc(&cpuset_mems_generation);
1584         top_cpuset.mems_generation = atomic_read(&cpuset_mems_generation);
1585
1586         init_task.cpuset = &top_cpuset;
1587
1588         err = register_filesystem(&cpuset_fs_type);
1589         if (err < 0)
1590                 goto out;
1591         cpuset_mount = kern_mount(&cpuset_fs_type);
1592         if (IS_ERR(cpuset_mount)) {
1593                 printk(KERN_ERR "cpuset: could not mount!\n");
1594                 err = PTR_ERR(cpuset_mount);
1595                 cpuset_mount = NULL;
1596                 goto out;
1597         }
1598         root = cpuset_mount->mnt_sb->s_root;
1599         root->d_fsdata = &top_cpuset;
1600         root->d_inode->i_nlink++;
1601         top_cpuset.dentry = root;
1602         root->d_inode->i_op = &cpuset_dir_inode_operations;
1603         err = cpuset_populate_dir(root);
1604 out:
1605         return err;
1606 }
1607
1608 /**
1609  * cpuset_init_smp - initialize cpus_allowed
1610  *
1611  * Description: Finish top cpuset after cpu, node maps are initialized
1612  **/
1613
1614 void __init cpuset_init_smp(void)
1615 {
1616         top_cpuset.cpus_allowed = cpu_online_map;
1617         top_cpuset.mems_allowed = node_online_map;
1618 }
1619
1620 /**
1621  * cpuset_fork - attach newly forked task to its parents cpuset.
1622  * @tsk: pointer to task_struct of forking parent process.
1623  *
1624  * Description: A task inherits its parent's cpuset at fork().
1625  *
1626  * A pointer to the shared cpuset was automatically copied in fork.c
1627  * by dup_task_struct().  However, we ignore that copy, since it was
1628  * not made under the protection of task_lock(), so might no longer be
1629  * a valid cpuset pointer.  attach_task() might have already changed
1630  * current->cpuset, allowing the previously referenced cpuset to
1631  * be removed and freed.  Instead, we task_lock(current) and copy
1632  * its present value of current->cpuset for our freshly forked child.
1633  *
1634  * At the point that cpuset_fork() is called, 'current' is the parent
1635  * task, and the passed argument 'child' points to the child task.
1636  **/
1637
1638 void cpuset_fork(struct task_struct *child)
1639 {
1640         task_lock(current);
1641         child->cpuset = current->cpuset;
1642         atomic_inc(&child->cpuset->count);
1643         task_unlock(current);
1644 }
1645
1646 /**
1647  * cpuset_exit - detach cpuset from exiting task
1648  * @tsk: pointer to task_struct of exiting process
1649  *
1650  * Description: Detach cpuset from @tsk and release it.
1651  *
1652  * Note that cpusets marked notify_on_release force every task in
1653  * them to take the global manage_sem semaphore when exiting.
1654  * This could impact scaling on very large systems.  Be reluctant to
1655  * use notify_on_release cpusets where very high task exit scaling
1656  * is required on large systems.
1657  *
1658  * Don't even think about derefencing 'cs' after the cpuset use count
1659  * goes to zero, except inside a critical section guarded by manage_sem
1660  * or callback_sem.   Otherwise a zero cpuset use count is a license to
1661  * any other task to nuke the cpuset immediately, via cpuset_rmdir().
1662  *
1663  * This routine has to take manage_sem, not callback_sem, because
1664  * it is holding that semaphore while calling check_for_release(),
1665  * which calls kmalloc(), so can't be called holding callback__sem().
1666  *
1667  * We don't need to task_lock() this reference to tsk->cpuset,
1668  * because tsk is already marked PF_EXITING, so attach_task() won't
1669  * mess with it.
1670  **/
1671
1672 void cpuset_exit(struct task_struct *tsk)
1673 {
1674         struct cpuset *cs;
1675
1676         BUG_ON(!(tsk->flags & PF_EXITING));
1677
1678         cs = tsk->cpuset;
1679         tsk->cpuset = NULL;
1680
1681         if (notify_on_release(cs)) {
1682                 char *pathbuf = NULL;
1683
1684                 down(&manage_sem);
1685                 if (atomic_dec_and_test(&cs->count))
1686                         check_for_release(cs, &pathbuf);
1687                 up(&manage_sem);
1688                 cpuset_release_agent(pathbuf);
1689         } else {
1690                 atomic_dec(&cs->count);
1691         }
1692 }
1693
1694 /**
1695  * cpuset_cpus_allowed - return cpus_allowed mask from a tasks cpuset.
1696  * @tsk: pointer to task_struct from which to obtain cpuset->cpus_allowed.
1697  *
1698  * Description: Returns the cpumask_t cpus_allowed of the cpuset
1699  * attached to the specified @tsk.  Guaranteed to return some non-empty
1700  * subset of cpu_online_map, even if this means going outside the
1701  * tasks cpuset.
1702  **/
1703
1704 cpumask_t cpuset_cpus_allowed(const struct task_struct *tsk)
1705 {
1706         cpumask_t mask;
1707
1708         down(&callback_sem);
1709         task_lock((struct task_struct *)tsk);
1710         guarantee_online_cpus(tsk->cpuset, &mask);
1711         task_unlock((struct task_struct *)tsk);
1712         up(&callback_sem);
1713
1714         return mask;
1715 }
1716
1717 void cpuset_init_current_mems_allowed(void)
1718 {
1719         current->mems_allowed = NODE_MASK_ALL;
1720 }
1721
1722 /**
1723  * cpuset_update_current_mems_allowed - update mems parameters to new values
1724  *
1725  * If the current tasks cpusets mems_allowed changed behind our backs,
1726  * update current->mems_allowed and mems_generation to the new value.
1727  * Do not call this routine if in_interrupt().
1728  *
1729  * Call without callback_sem or task_lock() held.  May be called
1730  * with or without manage_sem held.  Unless exiting, it will acquire
1731  * task_lock().  Also might acquire callback_sem during call to
1732  * refresh_mems().
1733  */
1734
1735 void cpuset_update_current_mems_allowed(void)
1736 {
1737         struct cpuset *cs;
1738         int need_to_refresh = 0;
1739
1740         task_lock(current);
1741         cs = current->cpuset;
1742         if (!cs)
1743                 goto done;
1744         if (current->cpuset_mems_generation != cs->mems_generation)
1745                 need_to_refresh = 1;
1746 done:
1747         task_unlock(current);
1748         if (need_to_refresh)
1749                 refresh_mems();
1750 }
1751
1752 /**
1753  * cpuset_zonelist_valid_mems_allowed - check zonelist vs. curremt mems_allowed
1754  * @zl: the zonelist to be checked
1755  *
1756  * Are any of the nodes on zonelist zl allowed in current->mems_allowed?
1757  */
1758 int cpuset_zonelist_valid_mems_allowed(struct zonelist *zl)
1759 {
1760         int i;
1761
1762         for (i = 0; zl->zones[i]; i++) {
1763                 int nid = zl->zones[i]->zone_pgdat->node_id;
1764
1765                 if (node_isset(nid, current->mems_allowed))
1766                         return 1;
1767         }
1768         return 0;
1769 }
1770
1771 /*
1772  * nearest_exclusive_ancestor() - Returns the nearest mem_exclusive
1773  * ancestor to the specified cpuset.  Call holding callback_sem.
1774  * If no ancestor is mem_exclusive (an unusual configuration), then
1775  * returns the root cpuset.
1776  */
1777 static const struct cpuset *nearest_exclusive_ancestor(const struct cpuset *cs)
1778 {
1779         while (!is_mem_exclusive(cs) && cs->parent)
1780                 cs = cs->parent;
1781         return cs;
1782 }
1783
1784 /**
1785  * cpuset_zone_allowed - Can we allocate memory on zone z's memory node?
1786  * @z: is this zone on an allowed node?
1787  * @gfp_mask: memory allocation flags (we use __GFP_HARDWALL)
1788  *
1789  * If we're in interrupt, yes, we can always allocate.  If zone
1790  * z's node is in our tasks mems_allowed, yes.  If it's not a
1791  * __GFP_HARDWALL request and this zone's nodes is in the nearest
1792  * mem_exclusive cpuset ancestor to this tasks cpuset, yes.
1793  * Otherwise, no.
1794  *
1795  * GFP_USER allocations are marked with the __GFP_HARDWALL bit,
1796  * and do not allow allocations outside the current tasks cpuset.
1797  * GFP_KERNEL allocations are not so marked, so can escape to the
1798  * nearest mem_exclusive ancestor cpuset.
1799  *
1800  * Scanning up parent cpusets requires callback_sem.  The __alloc_pages()
1801  * routine only calls here with __GFP_HARDWALL bit _not_ set if
1802  * it's a GFP_KERNEL allocation, and all nodes in the current tasks
1803  * mems_allowed came up empty on the first pass over the zonelist.
1804  * So only GFP_KERNEL allocations, if all nodes in the cpuset are
1805  * short of memory, might require taking the callback_sem semaphore.
1806  *
1807  * The first loop over the zonelist in mm/page_alloc.c:__alloc_pages()
1808  * calls here with __GFP_HARDWALL always set in gfp_mask, enforcing
1809  * hardwall cpusets - no allocation on a node outside the cpuset is
1810  * allowed (unless in interrupt, of course).
1811  *
1812  * The second loop doesn't even call here for GFP_ATOMIC requests
1813  * (if the __alloc_pages() local variable 'wait' is set).  That check
1814  * and the checks below have the combined affect in the second loop of
1815  * the __alloc_pages() routine that:
1816  *      in_interrupt - any node ok (current task context irrelevant)
1817  *      GFP_ATOMIC   - any node ok
1818  *      GFP_KERNEL   - any node in enclosing mem_exclusive cpuset ok
1819  *      GFP_USER     - only nodes in current tasks mems allowed ok.
1820  **/
1821
1822 int cpuset_zone_allowed(struct zone *z, gfp_t gfp_mask)
1823 {
1824         int node;                       /* node that zone z is on */
1825         const struct cpuset *cs;        /* current cpuset ancestors */
1826         int allowed = 1;                /* is allocation in zone z allowed? */
1827
1828         if (in_interrupt())
1829                 return 1;
1830         node = z->zone_pgdat->node_id;
1831         if (node_isset(node, current->mems_allowed))
1832                 return 1;
1833         if (gfp_mask & __GFP_HARDWALL)  /* If hardwall request, stop here */
1834                 return 0;
1835
1836         if (current->flags & PF_EXITING) /* Let dying task have memory */
1837                 return 1;
1838
1839         /* Not hardwall and node outside mems_allowed: scan up cpusets */
1840         down(&callback_sem);
1841
1842         task_lock(current);
1843         cs = nearest_exclusive_ancestor(current->cpuset);
1844         task_unlock(current);
1845
1846         allowed = node_isset(node, cs->mems_allowed);
1847         up(&callback_sem);
1848         return allowed;
1849 }
1850
1851 /**
1852  * cpuset_excl_nodes_overlap - Do we overlap @p's mem_exclusive ancestors?
1853  * @p: pointer to task_struct of some other task.
1854  *
1855  * Description: Return true if the nearest mem_exclusive ancestor
1856  * cpusets of tasks @p and current overlap.  Used by oom killer to
1857  * determine if task @p's memory usage might impact the memory
1858  * available to the current task.
1859  *
1860  * Acquires callback_sem - not suitable for calling from a fast path.
1861  **/
1862
1863 int cpuset_excl_nodes_overlap(const struct task_struct *p)
1864 {
1865         const struct cpuset *cs1, *cs2; /* my and p's cpuset ancestors */
1866         int overlap = 0;                /* do cpusets overlap? */
1867
1868         down(&callback_sem);
1869
1870         task_lock(current);
1871         if (current->flags & PF_EXITING) {
1872                 task_unlock(current);
1873                 goto done;
1874         }
1875         cs1 = nearest_exclusive_ancestor(current->cpuset);
1876         task_unlock(current);
1877
1878         task_lock((struct task_struct *)p);
1879         if (p->flags & PF_EXITING) {
1880                 task_unlock((struct task_struct *)p);
1881                 goto done;
1882         }
1883         cs2 = nearest_exclusive_ancestor(p->cpuset);
1884         task_unlock((struct task_struct *)p);
1885
1886         overlap = nodes_intersects(cs1->mems_allowed, cs2->mems_allowed);
1887 done:
1888         up(&callback_sem);
1889
1890         return overlap;
1891 }
1892
1893 /*
1894  * proc_cpuset_show()
1895  *  - Print tasks cpuset path into seq_file.
1896  *  - Used for /proc/<pid>/cpuset.
1897  *  - No need to task_lock(tsk) on this tsk->cpuset reference, as it
1898  *    doesn't really matter if tsk->cpuset changes after we read it,
1899  *    and we take manage_sem, keeping attach_task() from changing it
1900  *    anyway.
1901  */
1902
1903 static int proc_cpuset_show(struct seq_file *m, void *v)
1904 {
1905         struct cpuset *cs;
1906         struct task_struct *tsk;
1907         char *buf;
1908         int retval = 0;
1909
1910         buf = kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
1911         if (!buf)
1912                 return -ENOMEM;
1913
1914         tsk = m->private;
1915         down(&manage_sem);
1916         cs = tsk->cpuset;
1917         if (!cs) {
1918                 retval = -EINVAL;
1919                 goto out;
1920         }
1921
1922         retval = cpuset_path(cs, buf, PAGE_SIZE);
1923         if (retval < 0)
1924                 goto out;
1925         seq_puts(m, buf);
1926         seq_putc(m, '\n');
1927 out:
1928         up(&manage_sem);
1929         kfree(buf);
1930         return retval;
1931 }
1932
1933 static int cpuset_open(struct inode *inode, struct file *file)
1934 {
1935         struct task_struct *tsk = PROC_I(inode)->task;
1936         return single_open(file, proc_cpuset_show, tsk);
1937 }
1938
1939 struct file_operations proc_cpuset_operations = {
1940         .open           = cpuset_open,
1941         .read           = seq_read,
1942         .llseek         = seq_lseek,
1943         .release        = single_release,
1944 };
1945
1946 /* Display task cpus_allowed, mems_allowed in /proc/<pid>/status file. */
1947 char *cpuset_task_status_allowed(struct task_struct *task, char *buffer)
1948 {
1949         buffer += sprintf(buffer, "Cpus_allowed:\t");
1950         buffer += cpumask_scnprintf(buffer, PAGE_SIZE, task->cpus_allowed);
1951         buffer += sprintf(buffer, "\n");
1952         buffer += sprintf(buffer, "Mems_allowed:\t");
1953         buffer += nodemask_scnprintf(buffer, PAGE_SIZE, task->mems_allowed);
1954         buffer += sprintf(buffer, "\n");
1955         return buffer;
1956 }