44d13c246e5c7a86d0260030d81424a30ae686ac
[pandora-kernel.git] / kernel / cpuset.c
1 /*
2  *  kernel/cpuset.c
3  *
4  *  Processor and Memory placement constraints for sets of tasks.
5  *
6  *  Copyright (C) 2003 BULL SA.
7  *  Copyright (C) 2004 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/rcupdate.h>
43 #include <linux/sched.h>
44 #include <linux/seq_file.h>
45 #include <linux/slab.h>
46 #include <linux/smp_lock.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
58 #define CPUSET_SUPER_MAGIC              0x27e0eb
59
60 /*
61  * Tracks how many cpusets are currently defined in system.
62  * When there is only one cpuset (the root cpuset) we can
63  * short circuit some hooks.
64  */
65 int number_of_cpusets __read_mostly;
66
67 /* See "Frequency meter" comments, below. */
68
69 struct fmeter {
70         int cnt;                /* unprocessed events count */
71         int val;                /* most recent output value */
72         time_t time;            /* clock (secs) when val computed */
73         spinlock_t lock;        /* guards read or write of above */
74 };
75
76 struct cpuset {
77         unsigned long flags;            /* "unsigned long" so bitops work */
78         cpumask_t cpus_allowed;         /* CPUs allowed to tasks in cpuset */
79         nodemask_t mems_allowed;        /* Memory Nodes allowed to tasks */
80
81         /*
82          * Count is atomic so can incr (fork) or decr (exit) without a lock.
83          */
84         atomic_t count;                 /* count tasks using this cpuset */
85
86         /*
87          * We link our 'sibling' struct into our parents 'children'.
88          * Our children link their 'sibling' into our 'children'.
89          */
90         struct list_head sibling;       /* my parents children */
91         struct list_head children;      /* my children */
92
93         struct cpuset *parent;          /* my parent */
94         struct dentry *dentry;          /* cpuset fs entry */
95
96         /*
97          * Copy of global cpuset_mems_generation as of the most
98          * recent time this cpuset changed its mems_allowed.
99          */
100         int mems_generation;
101
102         struct fmeter fmeter;           /* memory_pressure filter */
103 };
104
105 /* bits in struct cpuset flags field */
106 typedef enum {
107         CS_CPU_EXCLUSIVE,
108         CS_MEM_EXCLUSIVE,
109         CS_MEMORY_MIGRATE,
110         CS_REMOVED,
111         CS_NOTIFY_ON_RELEASE
112 } cpuset_flagbits_t;
113
114 /* convenient tests for these bits */
115 static inline int is_cpu_exclusive(const struct cpuset *cs)
116 {
117         return test_bit(CS_CPU_EXCLUSIVE, &cs->flags);
118 }
119
120 static inline int is_mem_exclusive(const struct cpuset *cs)
121 {
122         return test_bit(CS_MEM_EXCLUSIVE, &cs->flags);
123 }
124
125 static inline int is_removed(const struct cpuset *cs)
126 {
127         return test_bit(CS_REMOVED, &cs->flags);
128 }
129
130 static inline int notify_on_release(const struct cpuset *cs)
131 {
132         return test_bit(CS_NOTIFY_ON_RELEASE, &cs->flags);
133 }
134
135 static inline int is_memory_migrate(const struct cpuset *cs)
136 {
137         return test_bit(CS_MEMORY_MIGRATE, &cs->flags);
138 }
139
140 /*
141  * Increment this atomic integer everytime any cpuset changes its
142  * mems_allowed value.  Users of cpusets can track this generation
143  * number, and avoid having to lock and reload mems_allowed unless
144  * the cpuset they're using changes generation.
145  *
146  * A single, global generation is needed because attach_task() could
147  * reattach a task to a different cpuset, which must not have its
148  * generation numbers aliased with those of that tasks previous cpuset.
149  *
150  * Generations are needed for mems_allowed because one task cannot
151  * modify anothers memory placement.  So we must enable every task,
152  * on every visit to __alloc_pages(), to efficiently check whether
153  * its current->cpuset->mems_allowed has changed, requiring an update
154  * of its current->mems_allowed.
155  */
156 static atomic_t cpuset_mems_generation = ATOMIC_INIT(1);
157
158 static struct cpuset top_cpuset = {
159         .flags = ((1 << CS_CPU_EXCLUSIVE) | (1 << CS_MEM_EXCLUSIVE)),
160         .cpus_allowed = CPU_MASK_ALL,
161         .mems_allowed = NODE_MASK_ALL,
162         .count = ATOMIC_INIT(0),
163         .sibling = LIST_HEAD_INIT(top_cpuset.sibling),
164         .children = LIST_HEAD_INIT(top_cpuset.children),
165 };
166
167 static struct vfsmount *cpuset_mount;
168 static struct super_block *cpuset_sb;
169
170 /*
171  * We have two global cpuset mutexes below.  They can nest.
172  * It is ok to first take manage_mutex, then nest callback_mutex.  We also
173  * require taking task_lock() when dereferencing a tasks cpuset pointer.
174  * See "The task_lock() exception", at the end of this comment.
175  *
176  * A task must hold both mutexes to modify cpusets.  If a task
177  * holds manage_mutex, then it blocks others wanting that mutex,
178  * ensuring that it is the only task able to also acquire callback_mutex
179  * and be able to modify cpusets.  It can perform various checks on
180  * the cpuset structure first, knowing nothing will change.  It can
181  * also allocate memory while just holding manage_mutex.  While it is
182  * performing these checks, various callback routines can briefly
183  * acquire callback_mutex to query cpusets.  Once it is ready to make
184  * the changes, it takes callback_mutex, blocking everyone else.
185  *
186  * Calls to the kernel memory allocator can not be made while holding
187  * callback_mutex, as that would risk double tripping on callback_mutex
188  * from one of the callbacks into the cpuset code from within
189  * __alloc_pages().
190  *
191  * If a task is only holding callback_mutex, then it has read-only
192  * access to cpusets.
193  *
194  * The task_struct fields mems_allowed and mems_generation may only
195  * be accessed in the context of that task, so require no locks.
196  *
197  * Any task can increment and decrement the count field without lock.
198  * So in general, code holding manage_mutex or callback_mutex can't rely
199  * on the count field not changing.  However, if the count goes to
200  * zero, then only attach_task(), which holds both mutexes, can
201  * increment it again.  Because a count of zero means that no tasks
202  * are currently attached, therefore there is no way a task attached
203  * to that cpuset can fork (the other way to increment the count).
204  * So code holding manage_mutex or callback_mutex can safely assume that
205  * if the count is zero, it will stay zero.  Similarly, if a task
206  * holds manage_mutex or callback_mutex on a cpuset with zero count, it
207  * knows that the cpuset won't be removed, as cpuset_rmdir() needs
208  * both of those mutexes.
209  *
210  * The cpuset_common_file_write handler for operations that modify
211  * the cpuset hierarchy holds manage_mutex across the entire operation,
212  * single threading all such cpuset modifications across the system.
213  *
214  * The cpuset_common_file_read() handlers only hold callback_mutex across
215  * small pieces of code, such as when reading out possibly multi-word
216  * cpumasks and nodemasks.
217  *
218  * The fork and exit callbacks cpuset_fork() and cpuset_exit(), don't
219  * (usually) take either mutex.  These are the two most performance
220  * critical pieces of code here.  The exception occurs on cpuset_exit(),
221  * when a task in a notify_on_release cpuset exits.  Then manage_mutex
222  * is taken, and if the cpuset count is zero, a usermode call made
223  * to /sbin/cpuset_release_agent with the name of the cpuset (path
224  * relative to the root of cpuset file system) as the argument.
225  *
226  * A cpuset can only be deleted if both its 'count' of using tasks
227  * is zero, and its list of 'children' cpusets is empty.  Since all
228  * tasks in the system use _some_ cpuset, and since there is always at
229  * least one task in the system (init, pid == 1), therefore, top_cpuset
230  * always has either children cpusets and/or using tasks.  So we don't
231  * need a special hack to ensure that top_cpuset cannot be deleted.
232  *
233  * The above "Tale of Two Semaphores" would be complete, but for:
234  *
235  *      The task_lock() exception
236  *
237  * The need for this exception arises from the action of attach_task(),
238  * which overwrites one tasks cpuset pointer with another.  It does
239  * so using both mutexes, however there are several performance
240  * critical places that need to reference task->cpuset without the
241  * expense of grabbing a system global mutex.  Therefore except as
242  * noted below, when dereferencing or, as in attach_task(), modifying
243  * a tasks cpuset pointer we use task_lock(), which acts on a spinlock
244  * (task->alloc_lock) already in the task_struct routinely used for
245  * such matters.
246  *
247  * P.S.  One more locking exception.  RCU is used to guard the
248  * update of a tasks cpuset pointer by attach_task() and the
249  * access of task->cpuset->mems_generation via that pointer in
250  * the routine cpuset_update_task_memory_state().
251  */
252
253 static DEFINE_MUTEX(manage_mutex);
254 static DEFINE_MUTEX(callback_mutex);
255
256 /*
257  * A couple of forward declarations required, due to cyclic reference loop:
258  *  cpuset_mkdir -> cpuset_create -> cpuset_populate_dir -> cpuset_add_file
259  *  -> cpuset_create_file -> cpuset_dir_inode_operations -> cpuset_mkdir.
260  */
261
262 static int cpuset_mkdir(struct inode *dir, struct dentry *dentry, int mode);
263 static int cpuset_rmdir(struct inode *unused_dir, struct dentry *dentry);
264
265 static struct backing_dev_info cpuset_backing_dev_info = {
266         .ra_pages = 0,          /* No readahead */
267         .capabilities   = BDI_CAP_NO_ACCT_DIRTY | BDI_CAP_NO_WRITEBACK,
268 };
269
270 static struct inode *cpuset_new_inode(mode_t mode)
271 {
272         struct inode *inode = new_inode(cpuset_sb);
273
274         if (inode) {
275                 inode->i_mode = mode;
276                 inode->i_uid = current->fsuid;
277                 inode->i_gid = current->fsgid;
278                 inode->i_blksize = PAGE_CACHE_SIZE;
279                 inode->i_blocks = 0;
280                 inode->i_atime = inode->i_mtime = inode->i_ctime = CURRENT_TIME;
281                 inode->i_mapping->backing_dev_info = &cpuset_backing_dev_info;
282         }
283         return inode;
284 }
285
286 static void cpuset_diput(struct dentry *dentry, struct inode *inode)
287 {
288         /* is dentry a directory ? if so, kfree() associated cpuset */
289         if (S_ISDIR(inode->i_mode)) {
290                 struct cpuset *cs = dentry->d_fsdata;
291                 BUG_ON(!(is_removed(cs)));
292                 kfree(cs);
293         }
294         iput(inode);
295 }
296
297 static struct dentry_operations cpuset_dops = {
298         .d_iput = cpuset_diput,
299 };
300
301 static struct dentry *cpuset_get_dentry(struct dentry *parent, const char *name)
302 {
303         struct dentry *d = lookup_one_len(name, parent, strlen(name));
304         if (!IS_ERR(d))
305                 d->d_op = &cpuset_dops;
306         return d;
307 }
308
309 static void remove_dir(struct dentry *d)
310 {
311         struct dentry *parent = dget(d->d_parent);
312
313         d_delete(d);
314         simple_rmdir(parent->d_inode, d);
315         dput(parent);
316 }
317
318 /*
319  * NOTE : the dentry must have been dget()'ed
320  */
321 static void cpuset_d_remove_dir(struct dentry *dentry)
322 {
323         struct list_head *node;
324
325         spin_lock(&dcache_lock);
326         node = dentry->d_subdirs.next;
327         while (node != &dentry->d_subdirs) {
328                 struct dentry *d = list_entry(node, struct dentry, d_u.d_child);
329                 list_del_init(node);
330                 if (d->d_inode) {
331                         d = dget_locked(d);
332                         spin_unlock(&dcache_lock);
333                         d_delete(d);
334                         simple_unlink(dentry->d_inode, d);
335                         dput(d);
336                         spin_lock(&dcache_lock);
337                 }
338                 node = dentry->d_subdirs.next;
339         }
340         list_del_init(&dentry->d_u.d_child);
341         spin_unlock(&dcache_lock);
342         remove_dir(dentry);
343 }
344
345 static struct super_operations cpuset_ops = {
346         .statfs = simple_statfs,
347         .drop_inode = generic_delete_inode,
348 };
349
350 static int cpuset_fill_super(struct super_block *sb, void *unused_data,
351                                                         int unused_silent)
352 {
353         struct inode *inode;
354         struct dentry *root;
355
356         sb->s_blocksize = PAGE_CACHE_SIZE;
357         sb->s_blocksize_bits = PAGE_CACHE_SHIFT;
358         sb->s_magic = CPUSET_SUPER_MAGIC;
359         sb->s_op = &cpuset_ops;
360         cpuset_sb = sb;
361
362         inode = cpuset_new_inode(S_IFDIR | S_IRUGO | S_IXUGO | S_IWUSR);
363         if (inode) {
364                 inode->i_op = &simple_dir_inode_operations;
365                 inode->i_fop = &simple_dir_operations;
366                 /* directories start off with i_nlink == 2 (for "." entry) */
367                 inode->i_nlink++;
368         } else {
369                 return -ENOMEM;
370         }
371
372         root = d_alloc_root(inode);
373         if (!root) {
374                 iput(inode);
375                 return -ENOMEM;
376         }
377         sb->s_root = root;
378         return 0;
379 }
380
381 static struct super_block *cpuset_get_sb(struct file_system_type *fs_type,
382                                         int flags, const char *unused_dev_name,
383                                         void *data)
384 {
385         return get_sb_single(fs_type, flags, data, cpuset_fill_super);
386 }
387
388 static struct file_system_type cpuset_fs_type = {
389         .name = "cpuset",
390         .get_sb = cpuset_get_sb,
391         .kill_sb = kill_litter_super,
392 };
393
394 /* struct cftype:
395  *
396  * The files in the cpuset filesystem mostly have a very simple read/write
397  * handling, some common function will take care of it. Nevertheless some cases
398  * (read tasks) are special and therefore I define this structure for every
399  * kind of file.
400  *
401  *
402  * When reading/writing to a file:
403  *      - the cpuset to use in file->f_dentry->d_parent->d_fsdata
404  *      - the 'cftype' of the file is file->f_dentry->d_fsdata
405  */
406
407 struct cftype {
408         char *name;
409         int private;
410         int (*open) (struct inode *inode, struct file *file);
411         ssize_t (*read) (struct file *file, char __user *buf, size_t nbytes,
412                                                         loff_t *ppos);
413         int (*write) (struct file *file, const char __user *buf, size_t nbytes,
414                                                         loff_t *ppos);
415         int (*release) (struct inode *inode, struct file *file);
416 };
417
418 static inline struct cpuset *__d_cs(struct dentry *dentry)
419 {
420         return dentry->d_fsdata;
421 }
422
423 static inline struct cftype *__d_cft(struct dentry *dentry)
424 {
425         return dentry->d_fsdata;
426 }
427
428 /*
429  * Call with manage_mutex held.  Writes path of cpuset into buf.
430  * Returns 0 on success, -errno on error.
431  */
432
433 static int cpuset_path(const struct cpuset *cs, char *buf, int buflen)
434 {
435         char *start;
436
437         start = buf + buflen;
438
439         *--start = '\0';
440         for (;;) {
441                 int len = cs->dentry->d_name.len;
442                 if ((start -= len) < buf)
443                         return -ENAMETOOLONG;
444                 memcpy(start, cs->dentry->d_name.name, len);
445                 cs = cs->parent;
446                 if (!cs)
447                         break;
448                 if (!cs->parent)
449                         continue;
450                 if (--start < buf)
451                         return -ENAMETOOLONG;
452                 *start = '/';
453         }
454         memmove(buf, start, buf + buflen - start);
455         return 0;
456 }
457
458 /*
459  * Notify userspace when a cpuset is released, by running
460  * /sbin/cpuset_release_agent with the name of the cpuset (path
461  * relative to the root of cpuset file system) as the argument.
462  *
463  * Most likely, this user command will try to rmdir this cpuset.
464  *
465  * This races with the possibility that some other task will be
466  * attached to this cpuset before it is removed, or that some other
467  * user task will 'mkdir' a child cpuset of this cpuset.  That's ok.
468  * The presumed 'rmdir' will fail quietly if this cpuset is no longer
469  * unused, and this cpuset will be reprieved from its death sentence,
470  * to continue to serve a useful existence.  Next time it's released,
471  * we will get notified again, if it still has 'notify_on_release' set.
472  *
473  * The final arg to call_usermodehelper() is 0, which means don't
474  * wait.  The separate /sbin/cpuset_release_agent task is forked by
475  * call_usermodehelper(), then control in this thread returns here,
476  * without waiting for the release agent task.  We don't bother to
477  * wait because the caller of this routine has no use for the exit
478  * status of the /sbin/cpuset_release_agent task, so no sense holding
479  * our caller up for that.
480  *
481  * When we had only one cpuset mutex, we had to call this
482  * without holding it, to avoid deadlock when call_usermodehelper()
483  * allocated memory.  With two locks, we could now call this while
484  * holding manage_mutex, but we still don't, so as to minimize
485  * the time manage_mutex is held.
486  */
487
488 static void cpuset_release_agent(const char *pathbuf)
489 {
490         char *argv[3], *envp[3];
491         int i;
492
493         if (!pathbuf)
494                 return;
495
496         i = 0;
497         argv[i++] = "/sbin/cpuset_release_agent";
498         argv[i++] = (char *)pathbuf;
499         argv[i] = NULL;
500
501         i = 0;
502         /* minimal command environment */
503         envp[i++] = "HOME=/";
504         envp[i++] = "PATH=/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin";
505         envp[i] = NULL;
506
507         call_usermodehelper(argv[0], argv, envp, 0);
508         kfree(pathbuf);
509 }
510
511 /*
512  * Either cs->count of using tasks transitioned to zero, or the
513  * cs->children list of child cpusets just became empty.  If this
514  * cs is notify_on_release() and now both the user count is zero and
515  * the list of children is empty, prepare cpuset path in a kmalloc'd
516  * buffer, to be returned via ppathbuf, so that the caller can invoke
517  * cpuset_release_agent() with it later on, once manage_mutex is dropped.
518  * Call here with manage_mutex held.
519  *
520  * This check_for_release() routine is responsible for kmalloc'ing
521  * pathbuf.  The above cpuset_release_agent() is responsible for
522  * kfree'ing pathbuf.  The caller of these routines is responsible
523  * for providing a pathbuf pointer, initialized to NULL, then
524  * calling check_for_release() with manage_mutex held and the address
525  * of the pathbuf pointer, then dropping manage_mutex, then calling
526  * cpuset_release_agent() with pathbuf, as set by check_for_release().
527  */
528
529 static void check_for_release(struct cpuset *cs, char **ppathbuf)
530 {
531         if (notify_on_release(cs) && atomic_read(&cs->count) == 0 &&
532             list_empty(&cs->children)) {
533                 char *buf;
534
535                 buf = kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
536                 if (!buf)
537                         return;
538                 if (cpuset_path(cs, buf, PAGE_SIZE) < 0)
539                         kfree(buf);
540                 else
541                         *ppathbuf = buf;
542         }
543 }
544
545 /*
546  * Return in *pmask the portion of a cpusets's cpus_allowed that
547  * are online.  If none are online, walk up the cpuset hierarchy
548  * until we find one that does have some online cpus.  If we get
549  * all the way to the top and still haven't found any online cpus,
550  * return cpu_online_map.  Or if passed a NULL cs from an exit'ing
551  * task, return cpu_online_map.
552  *
553  * One way or another, we guarantee to return some non-empty subset
554  * of cpu_online_map.
555  *
556  * Call with callback_mutex held.
557  */
558
559 static void guarantee_online_cpus(const struct cpuset *cs, cpumask_t *pmask)
560 {
561         while (cs && !cpus_intersects(cs->cpus_allowed, cpu_online_map))
562                 cs = cs->parent;
563         if (cs)
564                 cpus_and(*pmask, cs->cpus_allowed, cpu_online_map);
565         else
566                 *pmask = cpu_online_map;
567         BUG_ON(!cpus_intersects(*pmask, cpu_online_map));
568 }
569
570 /*
571  * Return in *pmask the portion of a cpusets's mems_allowed that
572  * are online.  If none are online, walk up the cpuset hierarchy
573  * until we find one that does have some online mems.  If we get
574  * all the way to the top and still haven't found any online mems,
575  * return node_online_map.
576  *
577  * One way or another, we guarantee to return some non-empty subset
578  * of node_online_map.
579  *
580  * Call with callback_mutex held.
581  */
582
583 static void guarantee_online_mems(const struct cpuset *cs, nodemask_t *pmask)
584 {
585         while (cs && !nodes_intersects(cs->mems_allowed, node_online_map))
586                 cs = cs->parent;
587         if (cs)
588                 nodes_and(*pmask, cs->mems_allowed, node_online_map);
589         else
590                 *pmask = node_online_map;
591         BUG_ON(!nodes_intersects(*pmask, node_online_map));
592 }
593
594 /**
595  * cpuset_update_task_memory_state - update task memory placement
596  *
597  * If the current tasks cpusets mems_allowed changed behind our
598  * backs, update current->mems_allowed, mems_generation and task NUMA
599  * mempolicy to the new value.
600  *
601  * Task mempolicy is updated by rebinding it relative to the
602  * current->cpuset if a task has its memory placement changed.
603  * Do not call this routine if in_interrupt().
604  *
605  * Call without callback_mutex or task_lock() held.  May be called
606  * with or without manage_mutex held.  Doesn't need task_lock to guard
607  * against another task changing a non-NULL cpuset pointer to NULL,
608  * as that is only done by a task on itself, and if the current task
609  * is here, it is not simultaneously in the exit code NULL'ing its
610  * cpuset pointer.  This routine also might acquire callback_mutex and
611  * current->mm->mmap_sem during call.
612  *
613  * Reading current->cpuset->mems_generation doesn't need task_lock
614  * to guard the current->cpuset derefence, because it is guarded
615  * from concurrent freeing of current->cpuset by attach_task(),
616  * using RCU.
617  *
618  * The rcu_dereference() is technically probably not needed,
619  * as I don't actually mind if I see a new cpuset pointer but
620  * an old value of mems_generation.  However this really only
621  * matters on alpha systems using cpusets heavily.  If I dropped
622  * that rcu_dereference(), it would save them a memory barrier.
623  * For all other arch's, rcu_dereference is a no-op anyway, and for
624  * alpha systems not using cpusets, another planned optimization,
625  * avoiding the rcu critical section for tasks in the root cpuset
626  * which is statically allocated, so can't vanish, will make this
627  * irrelevant.  Better to use RCU as intended, than to engage in
628  * some cute trick to save a memory barrier that is impossible to
629  * test, for alpha systems using cpusets heavily, which might not
630  * even exist.
631  *
632  * This routine is needed to update the per-task mems_allowed data,
633  * within the tasks context, when it is trying to allocate memory
634  * (in various mm/mempolicy.c routines) and notices that some other
635  * task has been modifying its cpuset.
636  */
637
638 void cpuset_update_task_memory_state(void)
639 {
640         int my_cpusets_mem_gen;
641         struct task_struct *tsk = current;
642         struct cpuset *cs;
643
644         if (tsk->cpuset == &top_cpuset) {
645                 /* Don't need rcu for top_cpuset.  It's never freed. */
646                 my_cpusets_mem_gen = top_cpuset.mems_generation;
647         } else {
648                 rcu_read_lock();
649                 cs = rcu_dereference(tsk->cpuset);
650                 my_cpusets_mem_gen = cs->mems_generation;
651                 rcu_read_unlock();
652         }
653
654         if (my_cpusets_mem_gen != tsk->cpuset_mems_generation) {
655                 mutex_lock(&callback_mutex);
656                 task_lock(tsk);
657                 cs = tsk->cpuset;       /* Maybe changed when task not locked */
658                 guarantee_online_mems(cs, &tsk->mems_allowed);
659                 tsk->cpuset_mems_generation = cs->mems_generation;
660                 task_unlock(tsk);
661                 mutex_unlock(&callback_mutex);
662                 mpol_rebind_task(tsk, &tsk->mems_allowed);
663         }
664 }
665
666 /*
667  * is_cpuset_subset(p, q) - Is cpuset p a subset of cpuset q?
668  *
669  * One cpuset is a subset of another if all its allowed CPUs and
670  * Memory Nodes are a subset of the other, and its exclusive flags
671  * are only set if the other's are set.  Call holding manage_mutex.
672  */
673
674 static int is_cpuset_subset(const struct cpuset *p, const struct cpuset *q)
675 {
676         return  cpus_subset(p->cpus_allowed, q->cpus_allowed) &&
677                 nodes_subset(p->mems_allowed, q->mems_allowed) &&
678                 is_cpu_exclusive(p) <= is_cpu_exclusive(q) &&
679                 is_mem_exclusive(p) <= is_mem_exclusive(q);
680 }
681
682 /*
683  * validate_change() - Used to validate that any proposed cpuset change
684  *                     follows the structural rules for cpusets.
685  *
686  * If we replaced the flag and mask values of the current cpuset
687  * (cur) with those values in the trial cpuset (trial), would
688  * our various subset and exclusive rules still be valid?  Presumes
689  * manage_mutex held.
690  *
691  * 'cur' is the address of an actual, in-use cpuset.  Operations
692  * such as list traversal that depend on the actual address of the
693  * cpuset in the list must use cur below, not trial.
694  *
695  * 'trial' is the address of bulk structure copy of cur, with
696  * perhaps one or more of the fields cpus_allowed, mems_allowed,
697  * or flags changed to new, trial values.
698  *
699  * Return 0 if valid, -errno if not.
700  */
701
702 static int validate_change(const struct cpuset *cur, const struct cpuset *trial)
703 {
704         struct cpuset *c, *par;
705
706         /* Each of our child cpusets must be a subset of us */
707         list_for_each_entry(c, &cur->children, sibling) {
708                 if (!is_cpuset_subset(c, trial))
709                         return -EBUSY;
710         }
711
712         /* Remaining checks don't apply to root cpuset */
713         if ((par = cur->parent) == NULL)
714                 return 0;
715
716         /* We must be a subset of our parent cpuset */
717         if (!is_cpuset_subset(trial, par))
718                 return -EACCES;
719
720         /* If either I or some sibling (!= me) is exclusive, we can't overlap */
721         list_for_each_entry(c, &par->children, sibling) {
722                 if ((is_cpu_exclusive(trial) || is_cpu_exclusive(c)) &&
723                     c != cur &&
724                     cpus_intersects(trial->cpus_allowed, c->cpus_allowed))
725                         return -EINVAL;
726                 if ((is_mem_exclusive(trial) || is_mem_exclusive(c)) &&
727                     c != cur &&
728                     nodes_intersects(trial->mems_allowed, c->mems_allowed))
729                         return -EINVAL;
730         }
731
732         return 0;
733 }
734
735 /*
736  * For a given cpuset cur, partition the system as follows
737  * a. All cpus in the parent cpuset's cpus_allowed that are not part of any
738  *    exclusive child cpusets
739  * b. All cpus in the current cpuset's cpus_allowed that are not part of any
740  *    exclusive child cpusets
741  * Build these two partitions by calling partition_sched_domains
742  *
743  * Call with manage_mutex held.  May nest a call to the
744  * lock_cpu_hotplug()/unlock_cpu_hotplug() pair.
745  */
746
747 static void update_cpu_domains(struct cpuset *cur)
748 {
749         struct cpuset *c, *par = cur->parent;
750         cpumask_t pspan, cspan;
751
752         if (par == NULL || cpus_empty(cur->cpus_allowed))
753                 return;
754
755         /*
756          * Get all cpus from parent's cpus_allowed not part of exclusive
757          * children
758          */
759         pspan = par->cpus_allowed;
760         list_for_each_entry(c, &par->children, sibling) {
761                 if (is_cpu_exclusive(c))
762                         cpus_andnot(pspan, pspan, c->cpus_allowed);
763         }
764         if (is_removed(cur) || !is_cpu_exclusive(cur)) {
765                 cpus_or(pspan, pspan, cur->cpus_allowed);
766                 if (cpus_equal(pspan, cur->cpus_allowed))
767                         return;
768                 cspan = CPU_MASK_NONE;
769         } else {
770                 if (cpus_empty(pspan))
771                         return;
772                 cspan = cur->cpus_allowed;
773                 /*
774                  * Get all cpus from current cpuset's cpus_allowed not part
775                  * of exclusive children
776                  */
777                 list_for_each_entry(c, &cur->children, sibling) {
778                         if (is_cpu_exclusive(c))
779                                 cpus_andnot(cspan, cspan, c->cpus_allowed);
780                 }
781         }
782
783         lock_cpu_hotplug();
784         partition_sched_domains(&pspan, &cspan);
785         unlock_cpu_hotplug();
786 }
787
788 /*
789  * Call with manage_mutex held.  May take callback_mutex during call.
790  */
791
792 static int update_cpumask(struct cpuset *cs, char *buf)
793 {
794         struct cpuset trialcs;
795         int retval, cpus_unchanged;
796
797         trialcs = *cs;
798         retval = cpulist_parse(buf, trialcs.cpus_allowed);
799         if (retval < 0)
800                 return retval;
801         cpus_and(trialcs.cpus_allowed, trialcs.cpus_allowed, cpu_online_map);
802         if (cpus_empty(trialcs.cpus_allowed))
803                 return -ENOSPC;
804         retval = validate_change(cs, &trialcs);
805         if (retval < 0)
806                 return retval;
807         cpus_unchanged = cpus_equal(cs->cpus_allowed, trialcs.cpus_allowed);
808         mutex_lock(&callback_mutex);
809         cs->cpus_allowed = trialcs.cpus_allowed;
810         mutex_unlock(&callback_mutex);
811         if (is_cpu_exclusive(cs) && !cpus_unchanged)
812                 update_cpu_domains(cs);
813         return 0;
814 }
815
816 /*
817  * Handle user request to change the 'mems' memory placement
818  * of a cpuset.  Needs to validate the request, update the
819  * cpusets mems_allowed and mems_generation, and for each
820  * task in the cpuset, rebind any vma mempolicies and if
821  * the cpuset is marked 'memory_migrate', migrate the tasks
822  * pages to the new memory.
823  *
824  * Call with manage_mutex held.  May take callback_mutex during call.
825  * Will take tasklist_lock, scan tasklist for tasks in cpuset cs,
826  * lock each such tasks mm->mmap_sem, scan its vma's and rebind
827  * their mempolicies to the cpusets new mems_allowed.
828  */
829
830 static int update_nodemask(struct cpuset *cs, char *buf)
831 {
832         struct cpuset trialcs;
833         nodemask_t oldmem;
834         struct task_struct *g, *p;
835         struct mm_struct **mmarray;
836         int i, n, ntasks;
837         int migrate;
838         int fudge;
839         int retval;
840
841         trialcs = *cs;
842         retval = nodelist_parse(buf, trialcs.mems_allowed);
843         if (retval < 0)
844                 goto done;
845         nodes_and(trialcs.mems_allowed, trialcs.mems_allowed, node_online_map);
846         oldmem = cs->mems_allowed;
847         if (nodes_equal(oldmem, trialcs.mems_allowed)) {
848                 retval = 0;             /* Too easy - nothing to do */
849                 goto done;
850         }
851         if (nodes_empty(trialcs.mems_allowed)) {
852                 retval = -ENOSPC;
853                 goto done;
854         }
855         retval = validate_change(cs, &trialcs);
856         if (retval < 0)
857                 goto done;
858
859         mutex_lock(&callback_mutex);
860         cs->mems_allowed = trialcs.mems_allowed;
861         cs->mems_generation = atomic_inc_return(&cpuset_mems_generation);
862         mutex_unlock(&callback_mutex);
863
864         set_cpuset_being_rebound(cs);           /* causes mpol_copy() rebind */
865
866         fudge = 10;                             /* spare mmarray[] slots */
867         fudge += cpus_weight(cs->cpus_allowed); /* imagine one fork-bomb/cpu */
868         retval = -ENOMEM;
869
870         /*
871          * Allocate mmarray[] to hold mm reference for each task
872          * in cpuset cs.  Can't kmalloc GFP_KERNEL while holding
873          * tasklist_lock.  We could use GFP_ATOMIC, but with a
874          * few more lines of code, we can retry until we get a big
875          * enough mmarray[] w/o using GFP_ATOMIC.
876          */
877         while (1) {
878                 ntasks = atomic_read(&cs->count);       /* guess */
879                 ntasks += fudge;
880                 mmarray = kmalloc(ntasks * sizeof(*mmarray), GFP_KERNEL);
881                 if (!mmarray)
882                         goto done;
883                 write_lock_irq(&tasklist_lock);         /* block fork */
884                 if (atomic_read(&cs->count) <= ntasks)
885                         break;                          /* got enough */
886                 write_unlock_irq(&tasklist_lock);       /* try again */
887                 kfree(mmarray);
888         }
889
890         n = 0;
891
892         /* Load up mmarray[] with mm reference for each task in cpuset. */
893         do_each_thread(g, p) {
894                 struct mm_struct *mm;
895
896                 if (n >= ntasks) {
897                         printk(KERN_WARNING
898                                 "Cpuset mempolicy rebind incomplete.\n");
899                         continue;
900                 }
901                 if (p->cpuset != cs)
902                         continue;
903                 mm = get_task_mm(p);
904                 if (!mm)
905                         continue;
906                 mmarray[n++] = mm;
907         } while_each_thread(g, p);
908         write_unlock_irq(&tasklist_lock);
909
910         /*
911          * Now that we've dropped the tasklist spinlock, we can
912          * rebind the vma mempolicies of each mm in mmarray[] to their
913          * new cpuset, and release that mm.  The mpol_rebind_mm()
914          * call takes mmap_sem, which we couldn't take while holding
915          * tasklist_lock.  Forks can happen again now - the mpol_copy()
916          * cpuset_being_rebound check will catch such forks, and rebind
917          * their vma mempolicies too.  Because we still hold the global
918          * cpuset manage_mutex, we know that no other rebind effort will
919          * be contending for the global variable cpuset_being_rebound.
920          * It's ok if we rebind the same mm twice; mpol_rebind_mm()
921          * is idempotent.  Also migrate pages in each mm to new nodes.
922          */
923         migrate = is_memory_migrate(cs);
924         for (i = 0; i < n; i++) {
925                 struct mm_struct *mm = mmarray[i];
926
927                 mpol_rebind_mm(mm, &cs->mems_allowed);
928                 if (migrate) {
929                         do_migrate_pages(mm, &oldmem, &cs->mems_allowed,
930                                                         MPOL_MF_MOVE_ALL);
931                 }
932                 mmput(mm);
933         }
934
935         /* We're done rebinding vma's to this cpusets new mems_allowed. */
936         kfree(mmarray);
937         set_cpuset_being_rebound(NULL);
938         retval = 0;
939 done:
940         return retval;
941 }
942
943 /*
944  * Call with manage_mutex held.
945  */
946
947 static int update_memory_pressure_enabled(struct cpuset *cs, char *buf)
948 {
949         if (simple_strtoul(buf, NULL, 10) != 0)
950                 cpuset_memory_pressure_enabled = 1;
951         else
952                 cpuset_memory_pressure_enabled = 0;
953         return 0;
954 }
955
956 /*
957  * update_flag - read a 0 or a 1 in a file and update associated flag
958  * bit: the bit to update (CS_CPU_EXCLUSIVE, CS_MEM_EXCLUSIVE,
959  *                              CS_NOTIFY_ON_RELEASE, CS_MEMORY_MIGRATE)
960  * cs:  the cpuset to update
961  * buf: the buffer where we read the 0 or 1
962  *
963  * Call with manage_mutex held.
964  */
965
966 static int update_flag(cpuset_flagbits_t bit, struct cpuset *cs, char *buf)
967 {
968         int turning_on;
969         struct cpuset trialcs;
970         int err, cpu_exclusive_changed;
971
972         turning_on = (simple_strtoul(buf, NULL, 10) != 0);
973
974         trialcs = *cs;
975         if (turning_on)
976                 set_bit(bit, &trialcs.flags);
977         else
978                 clear_bit(bit, &trialcs.flags);
979
980         err = validate_change(cs, &trialcs);
981         if (err < 0)
982                 return err;
983         cpu_exclusive_changed =
984                 (is_cpu_exclusive(cs) != is_cpu_exclusive(&trialcs));
985         mutex_lock(&callback_mutex);
986         if (turning_on)
987                 set_bit(bit, &cs->flags);
988         else
989                 clear_bit(bit, &cs->flags);
990         mutex_unlock(&callback_mutex);
991
992         if (cpu_exclusive_changed)
993                 update_cpu_domains(cs);
994         return 0;
995 }
996
997 /*
998  * Frequency meter - How fast is some event occuring?
999  *
1000  * These routines manage a digitally filtered, constant time based,
1001  * event frequency meter.  There are four routines:
1002  *   fmeter_init() - initialize a frequency meter.
1003  *   fmeter_markevent() - called each time the event happens.
1004  *   fmeter_getrate() - returns the recent rate of such events.
1005  *   fmeter_update() - internal routine used to update fmeter.
1006  *
1007  * A common data structure is passed to each of these routines,
1008  * which is used to keep track of the state required to manage the
1009  * frequency meter and its digital filter.
1010  *
1011  * The filter works on the number of events marked per unit time.
1012  * The filter is single-pole low-pass recursive (IIR).  The time unit
1013  * is 1 second.  Arithmetic is done using 32-bit integers scaled to
1014  * simulate 3 decimal digits of precision (multiplied by 1000).
1015  *
1016  * With an FM_COEF of 933, and a time base of 1 second, the filter
1017  * has a half-life of 10 seconds, meaning that if the events quit
1018  * happening, then the rate returned from the fmeter_getrate()
1019  * will be cut in half each 10 seconds, until it converges to zero.
1020  *
1021  * It is not worth doing a real infinitely recursive filter.  If more
1022  * than FM_MAXTICKS ticks have elapsed since the last filter event,
1023  * just compute FM_MAXTICKS ticks worth, by which point the level
1024  * will be stable.
1025  *
1026  * Limit the count of unprocessed events to FM_MAXCNT, so as to avoid
1027  * arithmetic overflow in the fmeter_update() routine.
1028  *
1029  * Given the simple 32 bit integer arithmetic used, this meter works
1030  * best for reporting rates between one per millisecond (msec) and
1031  * one per 32 (approx) seconds.  At constant rates faster than one
1032  * per msec it maxes out at values just under 1,000,000.  At constant
1033  * rates between one per msec, and one per second it will stabilize
1034  * to a value N*1000, where N is the rate of events per second.
1035  * At constant rates between one per second and one per 32 seconds,
1036  * it will be choppy, moving up on the seconds that have an event,
1037  * and then decaying until the next event.  At rates slower than
1038  * about one in 32 seconds, it decays all the way back to zero between
1039  * each event.
1040  */
1041
1042 #define FM_COEF 933             /* coefficient for half-life of 10 secs */
1043 #define FM_MAXTICKS ((time_t)99) /* useless computing more ticks than this */
1044 #define FM_MAXCNT 1000000       /* limit cnt to avoid overflow */
1045 #define FM_SCALE 1000           /* faux fixed point scale */
1046
1047 /* Initialize a frequency meter */
1048 static void fmeter_init(struct fmeter *fmp)
1049 {
1050         fmp->cnt = 0;
1051         fmp->val = 0;
1052         fmp->time = 0;
1053         spin_lock_init(&fmp->lock);
1054 }
1055
1056 /* Internal meter update - process cnt events and update value */
1057 static void fmeter_update(struct fmeter *fmp)
1058 {
1059         time_t now = get_seconds();
1060         time_t ticks = now - fmp->time;
1061
1062         if (ticks == 0)
1063                 return;
1064
1065         ticks = min(FM_MAXTICKS, ticks);
1066         while (ticks-- > 0)
1067                 fmp->val = (FM_COEF * fmp->val) / FM_SCALE;
1068         fmp->time = now;
1069
1070         fmp->val += ((FM_SCALE - FM_COEF) * fmp->cnt) / FM_SCALE;
1071         fmp->cnt = 0;
1072 }
1073
1074 /* Process any previous ticks, then bump cnt by one (times scale). */
1075 static void fmeter_markevent(struct fmeter *fmp)
1076 {
1077         spin_lock(&fmp->lock);
1078         fmeter_update(fmp);
1079         fmp->cnt = min(FM_MAXCNT, fmp->cnt + FM_SCALE);
1080         spin_unlock(&fmp->lock);
1081 }
1082
1083 /* Process any previous ticks, then return current value. */
1084 static int fmeter_getrate(struct fmeter *fmp)
1085 {
1086         int val;
1087
1088         spin_lock(&fmp->lock);
1089         fmeter_update(fmp);
1090         val = fmp->val;
1091         spin_unlock(&fmp->lock);
1092         return val;
1093 }
1094
1095 /*
1096  * Attack task specified by pid in 'pidbuf' to cpuset 'cs', possibly
1097  * writing the path of the old cpuset in 'ppathbuf' if it needs to be
1098  * notified on release.
1099  *
1100  * Call holding manage_mutex.  May take callback_mutex and task_lock of
1101  * the task 'pid' during call.
1102  */
1103
1104 static int attach_task(struct cpuset *cs, char *pidbuf, char **ppathbuf)
1105 {
1106         pid_t pid;
1107         struct task_struct *tsk;
1108         struct cpuset *oldcs;
1109         cpumask_t cpus;
1110         nodemask_t from, to;
1111         struct mm_struct *mm;
1112
1113         if (sscanf(pidbuf, "%d", &pid) != 1)
1114                 return -EIO;
1115         if (cpus_empty(cs->cpus_allowed) || nodes_empty(cs->mems_allowed))
1116                 return -ENOSPC;
1117
1118         if (pid) {
1119                 read_lock(&tasklist_lock);
1120
1121                 tsk = find_task_by_pid(pid);
1122                 if (!tsk || tsk->flags & PF_EXITING) {
1123                         read_unlock(&tasklist_lock);
1124                         return -ESRCH;
1125                 }
1126
1127                 get_task_struct(tsk);
1128                 read_unlock(&tasklist_lock);
1129
1130                 if ((current->euid) && (current->euid != tsk->uid)
1131                     && (current->euid != tsk->suid)) {
1132                         put_task_struct(tsk);
1133                         return -EACCES;
1134                 }
1135         } else {
1136                 tsk = current;
1137                 get_task_struct(tsk);
1138         }
1139
1140         mutex_lock(&callback_mutex);
1141
1142         task_lock(tsk);
1143         oldcs = tsk->cpuset;
1144         if (!oldcs) {
1145                 task_unlock(tsk);
1146                 mutex_unlock(&callback_mutex);
1147                 put_task_struct(tsk);
1148                 return -ESRCH;
1149         }
1150         atomic_inc(&cs->count);
1151         rcu_assign_pointer(tsk->cpuset, cs);
1152         task_unlock(tsk);
1153
1154         guarantee_online_cpus(cs, &cpus);
1155         set_cpus_allowed(tsk, cpus);
1156
1157         from = oldcs->mems_allowed;
1158         to = cs->mems_allowed;
1159
1160         mutex_unlock(&callback_mutex);
1161
1162         mm = get_task_mm(tsk);
1163         if (mm) {
1164                 mpol_rebind_mm(mm, &to);
1165                 mmput(mm);
1166         }
1167
1168         if (is_memory_migrate(cs))
1169                 do_migrate_pages(tsk->mm, &from, &to, MPOL_MF_MOVE_ALL);
1170         put_task_struct(tsk);
1171         synchronize_rcu();
1172         if (atomic_dec_and_test(&oldcs->count))
1173                 check_for_release(oldcs, ppathbuf);
1174         return 0;
1175 }
1176
1177 /* The various types of files and directories in a cpuset file system */
1178
1179 typedef enum {
1180         FILE_ROOT,
1181         FILE_DIR,
1182         FILE_MEMORY_MIGRATE,
1183         FILE_CPULIST,
1184         FILE_MEMLIST,
1185         FILE_CPU_EXCLUSIVE,
1186         FILE_MEM_EXCLUSIVE,
1187         FILE_NOTIFY_ON_RELEASE,
1188         FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED,
1189         FILE_MEMORY_PRESSURE,
1190         FILE_TASKLIST,
1191 } cpuset_filetype_t;
1192
1193 static ssize_t cpuset_common_file_write(struct file *file, const char __user *userbuf,
1194                                         size_t nbytes, loff_t *unused_ppos)
1195 {
1196         struct cpuset *cs = __d_cs(file->f_dentry->d_parent);
1197         struct cftype *cft = __d_cft(file->f_dentry);
1198         cpuset_filetype_t type = cft->private;
1199         char *buffer;
1200         char *pathbuf = NULL;
1201         int retval = 0;
1202
1203         /* Crude upper limit on largest legitimate cpulist user might write. */
1204         if (nbytes > 100 + 6 * NR_CPUS)
1205                 return -E2BIG;
1206
1207         /* +1 for nul-terminator */
1208         if ((buffer = kmalloc(nbytes + 1, GFP_KERNEL)) == 0)
1209                 return -ENOMEM;
1210
1211         if (copy_from_user(buffer, userbuf, nbytes)) {
1212                 retval = -EFAULT;
1213                 goto out1;
1214         }
1215         buffer[nbytes] = 0;     /* nul-terminate */
1216
1217         mutex_lock(&manage_mutex);
1218
1219         if (is_removed(cs)) {
1220                 retval = -ENODEV;
1221                 goto out2;
1222         }
1223
1224         switch (type) {
1225         case FILE_CPULIST:
1226                 retval = update_cpumask(cs, buffer);
1227                 break;
1228         case FILE_MEMLIST:
1229                 retval = update_nodemask(cs, buffer);
1230                 break;
1231         case FILE_CPU_EXCLUSIVE:
1232                 retval = update_flag(CS_CPU_EXCLUSIVE, cs, buffer);
1233                 break;
1234         case FILE_MEM_EXCLUSIVE:
1235                 retval = update_flag(CS_MEM_EXCLUSIVE, cs, buffer);
1236                 break;
1237         case FILE_NOTIFY_ON_RELEASE:
1238                 retval = update_flag(CS_NOTIFY_ON_RELEASE, cs, buffer);
1239                 break;
1240         case FILE_MEMORY_MIGRATE:
1241                 retval = update_flag(CS_MEMORY_MIGRATE, cs, buffer);
1242                 break;
1243         case FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED:
1244                 retval = update_memory_pressure_enabled(cs, buffer);
1245                 break;
1246         case FILE_MEMORY_PRESSURE:
1247                 retval = -EACCES;
1248                 break;
1249         case FILE_TASKLIST:
1250                 retval = attach_task(cs, buffer, &pathbuf);
1251                 break;
1252         default:
1253                 retval = -EINVAL;
1254                 goto out2;
1255         }
1256
1257         if (retval == 0)
1258                 retval = nbytes;
1259 out2:
1260         mutex_unlock(&manage_mutex);
1261         cpuset_release_agent(pathbuf);
1262 out1:
1263         kfree(buffer);
1264         return retval;
1265 }
1266
1267 static ssize_t cpuset_file_write(struct file *file, const char __user *buf,
1268                                                 size_t nbytes, loff_t *ppos)
1269 {
1270         ssize_t retval = 0;
1271         struct cftype *cft = __d_cft(file->f_dentry);
1272         if (!cft)
1273                 return -ENODEV;
1274
1275         /* special function ? */
1276         if (cft->write)
1277                 retval = cft->write(file, buf, nbytes, ppos);
1278         else
1279                 retval = cpuset_common_file_write(file, buf, nbytes, ppos);
1280
1281         return retval;
1282 }
1283
1284 /*
1285  * These ascii lists should be read in a single call, by using a user
1286  * buffer large enough to hold the entire map.  If read in smaller
1287  * chunks, there is no guarantee of atomicity.  Since the display format
1288  * used, list of ranges of sequential numbers, is variable length,
1289  * and since these maps can change value dynamically, one could read
1290  * gibberish by doing partial reads while a list was changing.
1291  * A single large read to a buffer that crosses a page boundary is
1292  * ok, because the result being copied to user land is not recomputed
1293  * across a page fault.
1294  */
1295
1296 static int cpuset_sprintf_cpulist(char *page, struct cpuset *cs)
1297 {
1298         cpumask_t mask;
1299
1300         mutex_lock(&callback_mutex);
1301         mask = cs->cpus_allowed;
1302         mutex_unlock(&callback_mutex);
1303
1304         return cpulist_scnprintf(page, PAGE_SIZE, mask);
1305 }
1306
1307 static int cpuset_sprintf_memlist(char *page, struct cpuset *cs)
1308 {
1309         nodemask_t mask;
1310
1311         mutex_lock(&callback_mutex);
1312         mask = cs->mems_allowed;
1313         mutex_unlock(&callback_mutex);
1314
1315         return nodelist_scnprintf(page, PAGE_SIZE, mask);
1316 }
1317
1318 static ssize_t cpuset_common_file_read(struct file *file, char __user *buf,
1319                                 size_t nbytes, loff_t *ppos)
1320 {
1321         struct cftype *cft = __d_cft(file->f_dentry);
1322         struct cpuset *cs = __d_cs(file->f_dentry->d_parent);
1323         cpuset_filetype_t type = cft->private;
1324         char *page;
1325         ssize_t retval = 0;
1326         char *s;
1327
1328         if (!(page = (char *)__get_free_page(GFP_KERNEL)))
1329                 return -ENOMEM;
1330
1331         s = page;
1332
1333         switch (type) {
1334         case FILE_CPULIST:
1335                 s += cpuset_sprintf_cpulist(s, cs);
1336                 break;
1337         case FILE_MEMLIST:
1338                 s += cpuset_sprintf_memlist(s, cs);
1339                 break;
1340         case FILE_CPU_EXCLUSIVE:
1341                 *s++ = is_cpu_exclusive(cs) ? '1' : '0';
1342                 break;
1343         case FILE_MEM_EXCLUSIVE:
1344                 *s++ = is_mem_exclusive(cs) ? '1' : '0';
1345                 break;
1346         case FILE_NOTIFY_ON_RELEASE:
1347                 *s++ = notify_on_release(cs) ? '1' : '0';
1348                 break;
1349         case FILE_MEMORY_MIGRATE:
1350                 *s++ = is_memory_migrate(cs) ? '1' : '0';
1351                 break;
1352         case FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED:
1353                 *s++ = cpuset_memory_pressure_enabled ? '1' : '0';
1354                 break;
1355         case FILE_MEMORY_PRESSURE:
1356                 s += sprintf(s, "%d", fmeter_getrate(&cs->fmeter));
1357                 break;
1358         default:
1359                 retval = -EINVAL;
1360                 goto out;
1361         }
1362         *s++ = '\n';
1363
1364         retval = simple_read_from_buffer(buf, nbytes, ppos, page, s - page);
1365 out:
1366         free_page((unsigned long)page);
1367         return retval;
1368 }
1369
1370 static ssize_t cpuset_file_read(struct file *file, char __user *buf, size_t nbytes,
1371                                                                 loff_t *ppos)
1372 {
1373         ssize_t retval = 0;
1374         struct cftype *cft = __d_cft(file->f_dentry);
1375         if (!cft)
1376                 return -ENODEV;
1377
1378         /* special function ? */
1379         if (cft->read)
1380                 retval = cft->read(file, buf, nbytes, ppos);
1381         else
1382                 retval = cpuset_common_file_read(file, buf, nbytes, ppos);
1383
1384         return retval;
1385 }
1386
1387 static int cpuset_file_open(struct inode *inode, struct file *file)
1388 {
1389         int err;
1390         struct cftype *cft;
1391
1392         err = generic_file_open(inode, file);
1393         if (err)
1394                 return err;
1395
1396         cft = __d_cft(file->f_dentry);
1397         if (!cft)
1398                 return -ENODEV;
1399         if (cft->open)
1400                 err = cft->open(inode, file);
1401         else
1402                 err = 0;
1403
1404         return err;
1405 }
1406
1407 static int cpuset_file_release(struct inode *inode, struct file *file)
1408 {
1409         struct cftype *cft = __d_cft(file->f_dentry);
1410         if (cft->release)
1411                 return cft->release(inode, file);
1412         return 0;
1413 }
1414
1415 /*
1416  * cpuset_rename - Only allow simple rename of directories in place.
1417  */
1418 static int cpuset_rename(struct inode *old_dir, struct dentry *old_dentry,
1419                   struct inode *new_dir, struct dentry *new_dentry)
1420 {
1421         if (!S_ISDIR(old_dentry->d_inode->i_mode))
1422                 return -ENOTDIR;
1423         if (new_dentry->d_inode)
1424                 return -EEXIST;
1425         if (old_dir != new_dir)
1426                 return -EIO;
1427         return simple_rename(old_dir, old_dentry, new_dir, new_dentry);
1428 }
1429
1430 static struct file_operations cpuset_file_operations = {
1431         .read = cpuset_file_read,
1432         .write = cpuset_file_write,
1433         .llseek = generic_file_llseek,
1434         .open = cpuset_file_open,
1435         .release = cpuset_file_release,
1436 };
1437
1438 static struct inode_operations cpuset_dir_inode_operations = {
1439         .lookup = simple_lookup,
1440         .mkdir = cpuset_mkdir,
1441         .rmdir = cpuset_rmdir,
1442         .rename = cpuset_rename,
1443 };
1444
1445 static int cpuset_create_file(struct dentry *dentry, int mode)
1446 {
1447         struct inode *inode;
1448
1449         if (!dentry)
1450                 return -ENOENT;
1451         if (dentry->d_inode)
1452                 return -EEXIST;
1453
1454         inode = cpuset_new_inode(mode);
1455         if (!inode)
1456                 return -ENOMEM;
1457
1458         if (S_ISDIR(mode)) {
1459                 inode->i_op = &cpuset_dir_inode_operations;
1460                 inode->i_fop = &simple_dir_operations;
1461
1462                 /* start off with i_nlink == 2 (for "." entry) */
1463                 inode->i_nlink++;
1464         } else if (S_ISREG(mode)) {
1465                 inode->i_size = 0;
1466                 inode->i_fop = &cpuset_file_operations;
1467         }
1468
1469         d_instantiate(dentry, inode);
1470         dget(dentry);   /* Extra count - pin the dentry in core */
1471         return 0;
1472 }
1473
1474 /*
1475  *      cpuset_create_dir - create a directory for an object.
1476  *      cs:     the cpuset we create the directory for.
1477  *              It must have a valid ->parent field
1478  *              And we are going to fill its ->dentry field.
1479  *      name:   The name to give to the cpuset directory. Will be copied.
1480  *      mode:   mode to set on new directory.
1481  */
1482
1483 static int cpuset_create_dir(struct cpuset *cs, const char *name, int mode)
1484 {
1485         struct dentry *dentry = NULL;
1486         struct dentry *parent;
1487         int error = 0;
1488
1489         parent = cs->parent->dentry;
1490         dentry = cpuset_get_dentry(parent, name);
1491         if (IS_ERR(dentry))
1492                 return PTR_ERR(dentry);
1493         error = cpuset_create_file(dentry, S_IFDIR | mode);
1494         if (!error) {
1495                 dentry->d_fsdata = cs;
1496                 parent->d_inode->i_nlink++;
1497                 cs->dentry = dentry;
1498         }
1499         dput(dentry);
1500
1501         return error;
1502 }
1503
1504 static int cpuset_add_file(struct dentry *dir, const struct cftype *cft)
1505 {
1506         struct dentry *dentry;
1507         int error;
1508
1509         mutex_lock(&dir->d_inode->i_mutex);
1510         dentry = cpuset_get_dentry(dir, cft->name);
1511         if (!IS_ERR(dentry)) {
1512                 error = cpuset_create_file(dentry, 0644 | S_IFREG);
1513                 if (!error)
1514                         dentry->d_fsdata = (void *)cft;
1515                 dput(dentry);
1516         } else
1517                 error = PTR_ERR(dentry);
1518         mutex_unlock(&dir->d_inode->i_mutex);
1519         return error;
1520 }
1521
1522 /*
1523  * Stuff for reading the 'tasks' file.
1524  *
1525  * Reading this file can return large amounts of data if a cpuset has
1526  * *lots* of attached tasks. So it may need several calls to read(),
1527  * but we cannot guarantee that the information we produce is correct
1528  * unless we produce it entirely atomically.
1529  *
1530  * Upon tasks file open(), a struct ctr_struct is allocated, that
1531  * will have a pointer to an array (also allocated here).  The struct
1532  * ctr_struct * is stored in file->private_data.  Its resources will
1533  * be freed by release() when the file is closed.  The array is used
1534  * to sprintf the PIDs and then used by read().
1535  */
1536
1537 /* cpusets_tasks_read array */
1538
1539 struct ctr_struct {
1540         char *buf;
1541         int bufsz;
1542 };
1543
1544 /*
1545  * Load into 'pidarray' up to 'npids' of the tasks using cpuset 'cs'.
1546  * Return actual number of pids loaded.  No need to task_lock(p)
1547  * when reading out p->cpuset, as we don't really care if it changes
1548  * on the next cycle, and we are not going to try to dereference it.
1549  */
1550 static int pid_array_load(pid_t *pidarray, int npids, struct cpuset *cs)
1551 {
1552         int n = 0;
1553         struct task_struct *g, *p;
1554
1555         read_lock(&tasklist_lock);
1556
1557         do_each_thread(g, p) {
1558                 if (p->cpuset == cs) {
1559                         pidarray[n++] = p->pid;
1560                         if (unlikely(n == npids))
1561                                 goto array_full;
1562                 }
1563         } while_each_thread(g, p);
1564
1565 array_full:
1566         read_unlock(&tasklist_lock);
1567         return n;
1568 }
1569
1570 static int cmppid(const void *a, const void *b)
1571 {
1572         return *(pid_t *)a - *(pid_t *)b;
1573 }
1574
1575 /*
1576  * Convert array 'a' of 'npids' pid_t's to a string of newline separated
1577  * decimal pids in 'buf'.  Don't write more than 'sz' chars, but return
1578  * count 'cnt' of how many chars would be written if buf were large enough.
1579  */
1580 static int pid_array_to_buf(char *buf, int sz, pid_t *a, int npids)
1581 {
1582         int cnt = 0;
1583         int i;
1584
1585         for (i = 0; i < npids; i++)
1586                 cnt += snprintf(buf + cnt, max(sz - cnt, 0), "%d\n", a[i]);
1587         return cnt;
1588 }
1589
1590 /*
1591  * Handle an open on 'tasks' file.  Prepare a buffer listing the
1592  * process id's of tasks currently attached to the cpuset being opened.
1593  *
1594  * Does not require any specific cpuset mutexes, and does not take any.
1595  */
1596 static int cpuset_tasks_open(struct inode *unused, struct file *file)
1597 {
1598         struct cpuset *cs = __d_cs(file->f_dentry->d_parent);
1599         struct ctr_struct *ctr;
1600         pid_t *pidarray;
1601         int npids;
1602         char c;
1603
1604         if (!(file->f_mode & FMODE_READ))
1605                 return 0;
1606
1607         ctr = kmalloc(sizeof(*ctr), GFP_KERNEL);
1608         if (!ctr)
1609                 goto err0;
1610
1611         /*
1612          * If cpuset gets more users after we read count, we won't have
1613          * enough space - tough.  This race is indistinguishable to the
1614          * caller from the case that the additional cpuset users didn't
1615          * show up until sometime later on.
1616          */
1617         npids = atomic_read(&cs->count);
1618         pidarray = kmalloc(npids * sizeof(pid_t), GFP_KERNEL);
1619         if (!pidarray)
1620                 goto err1;
1621
1622         npids = pid_array_load(pidarray, npids, cs);
1623         sort(pidarray, npids, sizeof(pid_t), cmppid, NULL);
1624
1625         /* Call pid_array_to_buf() twice, first just to get bufsz */
1626         ctr->bufsz = pid_array_to_buf(&c, sizeof(c), pidarray, npids) + 1;
1627         ctr->buf = kmalloc(ctr->bufsz, GFP_KERNEL);
1628         if (!ctr->buf)
1629                 goto err2;
1630         ctr->bufsz = pid_array_to_buf(ctr->buf, ctr->bufsz, pidarray, npids);
1631
1632         kfree(pidarray);
1633         file->private_data = ctr;
1634         return 0;
1635
1636 err2:
1637         kfree(pidarray);
1638 err1:
1639         kfree(ctr);
1640 err0:
1641         return -ENOMEM;
1642 }
1643
1644 static ssize_t cpuset_tasks_read(struct file *file, char __user *buf,
1645                                                 size_t nbytes, loff_t *ppos)
1646 {
1647         struct ctr_struct *ctr = file->private_data;
1648
1649         if (*ppos + nbytes > ctr->bufsz)
1650                 nbytes = ctr->bufsz - *ppos;
1651         if (copy_to_user(buf, ctr->buf + *ppos, nbytes))
1652                 return -EFAULT;
1653         *ppos += nbytes;
1654         return nbytes;
1655 }
1656
1657 static int cpuset_tasks_release(struct inode *unused_inode, struct file *file)
1658 {
1659         struct ctr_struct *ctr;
1660
1661         if (file->f_mode & FMODE_READ) {
1662                 ctr = file->private_data;
1663                 kfree(ctr->buf);
1664                 kfree(ctr);
1665         }
1666         return 0;
1667 }
1668
1669 /*
1670  * for the common functions, 'private' gives the type of file
1671  */
1672
1673 static struct cftype cft_tasks = {
1674         .name = "tasks",
1675         .open = cpuset_tasks_open,
1676         .read = cpuset_tasks_read,
1677         .release = cpuset_tasks_release,
1678         .private = FILE_TASKLIST,
1679 };
1680
1681 static struct cftype cft_cpus = {
1682         .name = "cpus",
1683         .private = FILE_CPULIST,
1684 };
1685
1686 static struct cftype cft_mems = {
1687         .name = "mems",
1688         .private = FILE_MEMLIST,
1689 };
1690
1691 static struct cftype cft_cpu_exclusive = {
1692         .name = "cpu_exclusive",
1693         .private = FILE_CPU_EXCLUSIVE,
1694 };
1695
1696 static struct cftype cft_mem_exclusive = {
1697         .name = "mem_exclusive",
1698         .private = FILE_MEM_EXCLUSIVE,
1699 };
1700
1701 static struct cftype cft_notify_on_release = {
1702         .name = "notify_on_release",
1703         .private = FILE_NOTIFY_ON_RELEASE,
1704 };
1705
1706 static struct cftype cft_memory_migrate = {
1707         .name = "memory_migrate",
1708         .private = FILE_MEMORY_MIGRATE,
1709 };
1710
1711 static struct cftype cft_memory_pressure_enabled = {
1712         .name = "memory_pressure_enabled",
1713         .private = FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED,
1714 };
1715
1716 static struct cftype cft_memory_pressure = {
1717         .name = "memory_pressure",
1718         .private = FILE_MEMORY_PRESSURE,
1719 };
1720
1721 static int cpuset_populate_dir(struct dentry *cs_dentry)
1722 {
1723         int err;
1724
1725         if ((err = cpuset_add_file(cs_dentry, &cft_cpus)) < 0)
1726                 return err;
1727         if ((err = cpuset_add_file(cs_dentry, &cft_mems)) < 0)
1728                 return err;
1729         if ((err = cpuset_add_file(cs_dentry, &cft_cpu_exclusive)) < 0)
1730                 return err;
1731         if ((err = cpuset_add_file(cs_dentry, &cft_mem_exclusive)) < 0)
1732                 return err;
1733         if ((err = cpuset_add_file(cs_dentry, &cft_notify_on_release)) < 0)
1734                 return err;
1735         if ((err = cpuset_add_file(cs_dentry, &cft_memory_migrate)) < 0)
1736                 return err;
1737         if ((err = cpuset_add_file(cs_dentry, &cft_memory_pressure)) < 0)
1738                 return err;
1739         if ((err = cpuset_add_file(cs_dentry, &cft_tasks)) < 0)
1740                 return err;
1741         return 0;
1742 }
1743
1744 /*
1745  *      cpuset_create - create a cpuset
1746  *      parent: cpuset that will be parent of the new cpuset.
1747  *      name:           name of the new cpuset. Will be strcpy'ed.
1748  *      mode:           mode to set on new inode
1749  *
1750  *      Must be called with the mutex on the parent inode held
1751  */
1752
1753 static long cpuset_create(struct cpuset *parent, const char *name, int mode)
1754 {
1755         struct cpuset *cs;
1756         int err;
1757
1758         cs = kmalloc(sizeof(*cs), GFP_KERNEL);
1759         if (!cs)
1760                 return -ENOMEM;
1761
1762         mutex_lock(&manage_mutex);
1763         cpuset_update_task_memory_state();
1764         cs->flags = 0;
1765         if (notify_on_release(parent))
1766                 set_bit(CS_NOTIFY_ON_RELEASE, &cs->flags);
1767         cs->cpus_allowed = CPU_MASK_NONE;
1768         cs->mems_allowed = NODE_MASK_NONE;
1769         atomic_set(&cs->count, 0);
1770         INIT_LIST_HEAD(&cs->sibling);
1771         INIT_LIST_HEAD(&cs->children);
1772         cs->mems_generation = atomic_inc_return(&cpuset_mems_generation);
1773         fmeter_init(&cs->fmeter);
1774
1775         cs->parent = parent;
1776
1777         mutex_lock(&callback_mutex);
1778         list_add(&cs->sibling, &cs->parent->children);
1779         number_of_cpusets++;
1780         mutex_unlock(&callback_mutex);
1781
1782         err = cpuset_create_dir(cs, name, mode);
1783         if (err < 0)
1784                 goto err;
1785
1786         /*
1787          * Release manage_mutex before cpuset_populate_dir() because it
1788          * will down() this new directory's i_mutex and if we race with
1789          * another mkdir, we might deadlock.
1790          */
1791         mutex_unlock(&manage_mutex);
1792
1793         err = cpuset_populate_dir(cs->dentry);
1794         /* If err < 0, we have a half-filled directory - oh well ;) */
1795         return 0;
1796 err:
1797         list_del(&cs->sibling);
1798         mutex_unlock(&manage_mutex);
1799         kfree(cs);
1800         return err;
1801 }
1802
1803 static int cpuset_mkdir(struct inode *dir, struct dentry *dentry, int mode)
1804 {
1805         struct cpuset *c_parent = dentry->d_parent->d_fsdata;
1806
1807         /* the vfs holds inode->i_mutex already */
1808         return cpuset_create(c_parent, dentry->d_name.name, mode | S_IFDIR);
1809 }
1810
1811 static int cpuset_rmdir(struct inode *unused_dir, struct dentry *dentry)
1812 {
1813         struct cpuset *cs = dentry->d_fsdata;
1814         struct dentry *d;
1815         struct cpuset *parent;
1816         char *pathbuf = NULL;
1817
1818         /* the vfs holds both inode->i_mutex already */
1819
1820         mutex_lock(&manage_mutex);
1821         cpuset_update_task_memory_state();
1822         if (atomic_read(&cs->count) > 0) {
1823                 mutex_unlock(&manage_mutex);
1824                 return -EBUSY;
1825         }
1826         if (!list_empty(&cs->children)) {
1827                 mutex_unlock(&manage_mutex);
1828                 return -EBUSY;
1829         }
1830         parent = cs->parent;
1831         mutex_lock(&callback_mutex);
1832         set_bit(CS_REMOVED, &cs->flags);
1833         if (is_cpu_exclusive(cs))
1834                 update_cpu_domains(cs);
1835         list_del(&cs->sibling); /* delete my sibling from parent->children */
1836         spin_lock(&cs->dentry->d_lock);
1837         d = dget(cs->dentry);
1838         cs->dentry = NULL;
1839         spin_unlock(&d->d_lock);
1840         cpuset_d_remove_dir(d);
1841         dput(d);
1842         number_of_cpusets--;
1843         mutex_unlock(&callback_mutex);
1844         if (list_empty(&parent->children))
1845                 check_for_release(parent, &pathbuf);
1846         mutex_unlock(&manage_mutex);
1847         cpuset_release_agent(pathbuf);
1848         return 0;
1849 }
1850
1851 /*
1852  * cpuset_init_early - just enough so that the calls to
1853  * cpuset_update_task_memory_state() in early init code
1854  * are harmless.
1855  */
1856
1857 int __init cpuset_init_early(void)
1858 {
1859         struct task_struct *tsk = current;
1860
1861         tsk->cpuset = &top_cpuset;
1862         tsk->cpuset->mems_generation = atomic_inc_return(&cpuset_mems_generation);
1863         return 0;
1864 }
1865
1866 /**
1867  * cpuset_init - initialize cpusets at system boot
1868  *
1869  * Description: Initialize top_cpuset and the cpuset internal file system,
1870  **/
1871
1872 int __init cpuset_init(void)
1873 {
1874         struct dentry *root;
1875         int err;
1876
1877         top_cpuset.cpus_allowed = CPU_MASK_ALL;
1878         top_cpuset.mems_allowed = NODE_MASK_ALL;
1879
1880         fmeter_init(&top_cpuset.fmeter);
1881         top_cpuset.mems_generation = atomic_inc_return(&cpuset_mems_generation);
1882
1883         init_task.cpuset = &top_cpuset;
1884
1885         err = register_filesystem(&cpuset_fs_type);
1886         if (err < 0)
1887                 goto out;
1888         cpuset_mount = kern_mount(&cpuset_fs_type);
1889         if (IS_ERR(cpuset_mount)) {
1890                 printk(KERN_ERR "cpuset: could not mount!\n");
1891                 err = PTR_ERR(cpuset_mount);
1892                 cpuset_mount = NULL;
1893                 goto out;
1894         }
1895         root = cpuset_mount->mnt_sb->s_root;
1896         root->d_fsdata = &top_cpuset;
1897         root->d_inode->i_nlink++;
1898         top_cpuset.dentry = root;
1899         root->d_inode->i_op = &cpuset_dir_inode_operations;
1900         number_of_cpusets = 1;
1901         err = cpuset_populate_dir(root);
1902         /* memory_pressure_enabled is in root cpuset only */
1903         if (err == 0)
1904                 err = cpuset_add_file(root, &cft_memory_pressure_enabled);
1905 out:
1906         return err;
1907 }
1908
1909 /**
1910  * cpuset_init_smp - initialize cpus_allowed
1911  *
1912  * Description: Finish top cpuset after cpu, node maps are initialized
1913  **/
1914
1915 void __init cpuset_init_smp(void)
1916 {
1917         top_cpuset.cpus_allowed = cpu_online_map;
1918         top_cpuset.mems_allowed = node_online_map;
1919 }
1920
1921 /**
1922  * cpuset_fork - attach newly forked task to its parents cpuset.
1923  * @tsk: pointer to task_struct of forking parent process.
1924  *
1925  * Description: A task inherits its parent's cpuset at fork().
1926  *
1927  * A pointer to the shared cpuset was automatically copied in fork.c
1928  * by dup_task_struct().  However, we ignore that copy, since it was
1929  * not made under the protection of task_lock(), so might no longer be
1930  * a valid cpuset pointer.  attach_task() might have already changed
1931  * current->cpuset, allowing the previously referenced cpuset to
1932  * be removed and freed.  Instead, we task_lock(current) and copy
1933  * its present value of current->cpuset for our freshly forked child.
1934  *
1935  * At the point that cpuset_fork() is called, 'current' is the parent
1936  * task, and the passed argument 'child' points to the child task.
1937  **/
1938
1939 void cpuset_fork(struct task_struct *child)
1940 {
1941         task_lock(current);
1942         child->cpuset = current->cpuset;
1943         atomic_inc(&child->cpuset->count);
1944         task_unlock(current);
1945 }
1946
1947 /**
1948  * cpuset_exit - detach cpuset from exiting task
1949  * @tsk: pointer to task_struct of exiting process
1950  *
1951  * Description: Detach cpuset from @tsk and release it.
1952  *
1953  * Note that cpusets marked notify_on_release force every task in
1954  * them to take the global manage_mutex mutex when exiting.
1955  * This could impact scaling on very large systems.  Be reluctant to
1956  * use notify_on_release cpusets where very high task exit scaling
1957  * is required on large systems.
1958  *
1959  * Don't even think about derefencing 'cs' after the cpuset use count
1960  * goes to zero, except inside a critical section guarded by manage_mutex
1961  * or callback_mutex.   Otherwise a zero cpuset use count is a license to
1962  * any other task to nuke the cpuset immediately, via cpuset_rmdir().
1963  *
1964  * This routine has to take manage_mutex, not callback_mutex, because
1965  * it is holding that mutex while calling check_for_release(),
1966  * which calls kmalloc(), so can't be called holding callback_mutex().
1967  *
1968  * We don't need to task_lock() this reference to tsk->cpuset,
1969  * because tsk is already marked PF_EXITING, so attach_task() won't
1970  * mess with it, or task is a failed fork, never visible to attach_task.
1971  *
1972  * Hack:
1973  *
1974  *    Set the exiting tasks cpuset to the root cpuset (top_cpuset).
1975  *
1976  *    Don't leave a task unable to allocate memory, as that is an
1977  *    accident waiting to happen should someone add a callout in
1978  *    do_exit() after the cpuset_exit() call that might allocate.
1979  *    If a task tries to allocate memory with an invalid cpuset,
1980  *    it will oops in cpuset_update_task_memory_state().
1981  *
1982  *    We call cpuset_exit() while the task is still competent to
1983  *    handle notify_on_release(), then leave the task attached to
1984  *    the root cpuset (top_cpuset) for the remainder of its exit.
1985  *
1986  *    To do this properly, we would increment the reference count on
1987  *    top_cpuset, and near the very end of the kernel/exit.c do_exit()
1988  *    code we would add a second cpuset function call, to drop that
1989  *    reference.  This would just create an unnecessary hot spot on
1990  *    the top_cpuset reference count, to no avail.
1991  *
1992  *    Normally, holding a reference to a cpuset without bumping its
1993  *    count is unsafe.   The cpuset could go away, or someone could
1994  *    attach us to a different cpuset, decrementing the count on
1995  *    the first cpuset that we never incremented.  But in this case,
1996  *    top_cpuset isn't going away, and either task has PF_EXITING set,
1997  *    which wards off any attach_task() attempts, or task is a failed
1998  *    fork, never visible to attach_task.
1999  *
2000  *    Another way to do this would be to set the cpuset pointer
2001  *    to NULL here, and check in cpuset_update_task_memory_state()
2002  *    for a NULL pointer.  This hack avoids that NULL check, for no
2003  *    cost (other than this way too long comment ;).
2004  **/
2005
2006 void cpuset_exit(struct task_struct *tsk)
2007 {
2008         struct cpuset *cs;
2009
2010         cs = tsk->cpuset;
2011         tsk->cpuset = &top_cpuset;      /* Hack - see comment above */
2012
2013         if (notify_on_release(cs)) {
2014                 char *pathbuf = NULL;
2015
2016                 mutex_lock(&manage_mutex);
2017                 if (atomic_dec_and_test(&cs->count))
2018                         check_for_release(cs, &pathbuf);
2019                 mutex_unlock(&manage_mutex);
2020                 cpuset_release_agent(pathbuf);
2021         } else {
2022                 atomic_dec(&cs->count);
2023         }
2024 }
2025
2026 /**
2027  * cpuset_cpus_allowed - return cpus_allowed mask from a tasks cpuset.
2028  * @tsk: pointer to task_struct from which to obtain cpuset->cpus_allowed.
2029  *
2030  * Description: Returns the cpumask_t cpus_allowed of the cpuset
2031  * attached to the specified @tsk.  Guaranteed to return some non-empty
2032  * subset of cpu_online_map, even if this means going outside the
2033  * tasks cpuset.
2034  **/
2035
2036 cpumask_t cpuset_cpus_allowed(struct task_struct *tsk)
2037 {
2038         cpumask_t mask;
2039
2040         mutex_lock(&callback_mutex);
2041         task_lock(tsk);
2042         guarantee_online_cpus(tsk->cpuset, &mask);
2043         task_unlock(tsk);
2044         mutex_unlock(&callback_mutex);
2045
2046         return mask;
2047 }
2048
2049 void cpuset_init_current_mems_allowed(void)
2050 {
2051         current->mems_allowed = NODE_MASK_ALL;
2052 }
2053
2054 /**
2055  * cpuset_mems_allowed - return mems_allowed mask from a tasks cpuset.
2056  * @tsk: pointer to task_struct from which to obtain cpuset->mems_allowed.
2057  *
2058  * Description: Returns the nodemask_t mems_allowed of the cpuset
2059  * attached to the specified @tsk.  Guaranteed to return some non-empty
2060  * subset of node_online_map, even if this means going outside the
2061  * tasks cpuset.
2062  **/
2063
2064 nodemask_t cpuset_mems_allowed(struct task_struct *tsk)
2065 {
2066         nodemask_t mask;
2067
2068         mutex_lock(&callback_mutex);
2069         task_lock(tsk);
2070         guarantee_online_mems(tsk->cpuset, &mask);
2071         task_unlock(tsk);
2072         mutex_unlock(&callback_mutex);
2073
2074         return mask;
2075 }
2076
2077 /**
2078  * cpuset_zonelist_valid_mems_allowed - check zonelist vs. curremt mems_allowed
2079  * @zl: the zonelist to be checked
2080  *
2081  * Are any of the nodes on zonelist zl allowed in current->mems_allowed?
2082  */
2083 int cpuset_zonelist_valid_mems_allowed(struct zonelist *zl)
2084 {
2085         int i;
2086
2087         for (i = 0; zl->zones[i]; i++) {
2088                 int nid = zl->zones[i]->zone_pgdat->node_id;
2089
2090                 if (node_isset(nid, current->mems_allowed))
2091                         return 1;
2092         }
2093         return 0;
2094 }
2095
2096 /*
2097  * nearest_exclusive_ancestor() - Returns the nearest mem_exclusive
2098  * ancestor to the specified cpuset.  Call holding callback_mutex.
2099  * If no ancestor is mem_exclusive (an unusual configuration), then
2100  * returns the root cpuset.
2101  */
2102 static const struct cpuset *nearest_exclusive_ancestor(const struct cpuset *cs)
2103 {
2104         while (!is_mem_exclusive(cs) && cs->parent)
2105                 cs = cs->parent;
2106         return cs;
2107 }
2108
2109 /**
2110  * cpuset_zone_allowed - Can we allocate memory on zone z's memory node?
2111  * @z: is this zone on an allowed node?
2112  * @gfp_mask: memory allocation flags (we use __GFP_HARDWALL)
2113  *
2114  * If we're in interrupt, yes, we can always allocate.  If zone
2115  * z's node is in our tasks mems_allowed, yes.  If it's not a
2116  * __GFP_HARDWALL request and this zone's nodes is in the nearest
2117  * mem_exclusive cpuset ancestor to this tasks cpuset, yes.
2118  * Otherwise, no.
2119  *
2120  * GFP_USER allocations are marked with the __GFP_HARDWALL bit,
2121  * and do not allow allocations outside the current tasks cpuset.
2122  * GFP_KERNEL allocations are not so marked, so can escape to the
2123  * nearest mem_exclusive ancestor cpuset.
2124  *
2125  * Scanning up parent cpusets requires callback_mutex.  The __alloc_pages()
2126  * routine only calls here with __GFP_HARDWALL bit _not_ set if
2127  * it's a GFP_KERNEL allocation, and all nodes in the current tasks
2128  * mems_allowed came up empty on the first pass over the zonelist.
2129  * So only GFP_KERNEL allocations, if all nodes in the cpuset are
2130  * short of memory, might require taking the callback_mutex mutex.
2131  *
2132  * The first loop over the zonelist in mm/page_alloc.c:__alloc_pages()
2133  * calls here with __GFP_HARDWALL always set in gfp_mask, enforcing
2134  * hardwall cpusets - no allocation on a node outside the cpuset is
2135  * allowed (unless in interrupt, of course).
2136  *
2137  * The second loop doesn't even call here for GFP_ATOMIC requests
2138  * (if the __alloc_pages() local variable 'wait' is set).  That check
2139  * and the checks below have the combined affect in the second loop of
2140  * the __alloc_pages() routine that:
2141  *      in_interrupt - any node ok (current task context irrelevant)
2142  *      GFP_ATOMIC   - any node ok
2143  *      GFP_KERNEL   - any node in enclosing mem_exclusive cpuset ok
2144  *      GFP_USER     - only nodes in current tasks mems allowed ok.
2145  **/
2146
2147 int __cpuset_zone_allowed(struct zone *z, gfp_t gfp_mask)
2148 {
2149         int node;                       /* node that zone z is on */
2150         const struct cpuset *cs;        /* current cpuset ancestors */
2151         int allowed = 1;                /* is allocation in zone z allowed? */
2152
2153         if (in_interrupt())
2154                 return 1;
2155         node = z->zone_pgdat->node_id;
2156         if (node_isset(node, current->mems_allowed))
2157                 return 1;
2158         if (gfp_mask & __GFP_HARDWALL)  /* If hardwall request, stop here */
2159                 return 0;
2160
2161         if (current->flags & PF_EXITING) /* Let dying task have memory */
2162                 return 1;
2163
2164         /* Not hardwall and node outside mems_allowed: scan up cpusets */
2165         mutex_lock(&callback_mutex);
2166
2167         task_lock(current);
2168         cs = nearest_exclusive_ancestor(current->cpuset);
2169         task_unlock(current);
2170
2171         allowed = node_isset(node, cs->mems_allowed);
2172         mutex_unlock(&callback_mutex);
2173         return allowed;
2174 }
2175
2176 /**
2177  * cpuset_lock - lock out any changes to cpuset structures
2178  *
2179  * The out of memory (oom) code needs to mutex_lock cpusets
2180  * from being changed while it scans the tasklist looking for a
2181  * task in an overlapping cpuset.  Expose callback_mutex via this
2182  * cpuset_lock() routine, so the oom code can lock it, before
2183  * locking the task list.  The tasklist_lock is a spinlock, so
2184  * must be taken inside callback_mutex.
2185  */
2186
2187 void cpuset_lock(void)
2188 {
2189         mutex_lock(&callback_mutex);
2190 }
2191
2192 /**
2193  * cpuset_unlock - release lock on cpuset changes
2194  *
2195  * Undo the lock taken in a previous cpuset_lock() call.
2196  */
2197
2198 void cpuset_unlock(void)
2199 {
2200         mutex_unlock(&callback_mutex);
2201 }
2202
2203 /**
2204  * cpuset_excl_nodes_overlap - Do we overlap @p's mem_exclusive ancestors?
2205  * @p: pointer to task_struct of some other task.
2206  *
2207  * Description: Return true if the nearest mem_exclusive ancestor
2208  * cpusets of tasks @p and current overlap.  Used by oom killer to
2209  * determine if task @p's memory usage might impact the memory
2210  * available to the current task.
2211  *
2212  * Call while holding callback_mutex.
2213  **/
2214
2215 int cpuset_excl_nodes_overlap(const struct task_struct *p)
2216 {
2217         const struct cpuset *cs1, *cs2; /* my and p's cpuset ancestors */
2218         int overlap = 0;                /* do cpusets overlap? */
2219
2220         task_lock(current);
2221         if (current->flags & PF_EXITING) {
2222                 task_unlock(current);
2223                 goto done;
2224         }
2225         cs1 = nearest_exclusive_ancestor(current->cpuset);
2226         task_unlock(current);
2227
2228         task_lock((struct task_struct *)p);
2229         if (p->flags & PF_EXITING) {
2230                 task_unlock((struct task_struct *)p);
2231                 goto done;
2232         }
2233         cs2 = nearest_exclusive_ancestor(p->cpuset);
2234         task_unlock((struct task_struct *)p);
2235
2236         overlap = nodes_intersects(cs1->mems_allowed, cs2->mems_allowed);
2237 done:
2238         return overlap;
2239 }
2240
2241 /*
2242  * Collection of memory_pressure is suppressed unless
2243  * this flag is enabled by writing "1" to the special
2244  * cpuset file 'memory_pressure_enabled' in the root cpuset.
2245  */
2246
2247 int cpuset_memory_pressure_enabled __read_mostly;
2248
2249 /**
2250  * cpuset_memory_pressure_bump - keep stats of per-cpuset reclaims.
2251  *
2252  * Keep a running average of the rate of synchronous (direct)
2253  * page reclaim efforts initiated by tasks in each cpuset.
2254  *
2255  * This represents the rate at which some task in the cpuset
2256  * ran low on memory on all nodes it was allowed to use, and
2257  * had to enter the kernels page reclaim code in an effort to
2258  * create more free memory by tossing clean pages or swapping
2259  * or writing dirty pages.
2260  *
2261  * Display to user space in the per-cpuset read-only file
2262  * "memory_pressure".  Value displayed is an integer
2263  * representing the recent rate of entry into the synchronous
2264  * (direct) page reclaim by any task attached to the cpuset.
2265  **/
2266
2267 void __cpuset_memory_pressure_bump(void)
2268 {
2269         struct cpuset *cs;
2270
2271         task_lock(current);
2272         cs = current->cpuset;
2273         fmeter_markevent(&cs->fmeter);
2274         task_unlock(current);
2275 }
2276
2277 /*
2278  * proc_cpuset_show()
2279  *  - Print tasks cpuset path into seq_file.
2280  *  - Used for /proc/<pid>/cpuset.
2281  *  - No need to task_lock(tsk) on this tsk->cpuset reference, as it
2282  *    doesn't really matter if tsk->cpuset changes after we read it,
2283  *    and we take manage_mutex, keeping attach_task() from changing it
2284  *    anyway.
2285  */
2286
2287 static int proc_cpuset_show(struct seq_file *m, void *v)
2288 {
2289         struct cpuset *cs;
2290         struct task_struct *tsk;
2291         char *buf;
2292         int retval = 0;
2293
2294         buf = kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
2295         if (!buf)
2296                 return -ENOMEM;
2297
2298         tsk = m->private;
2299         mutex_lock(&manage_mutex);
2300         cs = tsk->cpuset;
2301         if (!cs) {
2302                 retval = -EINVAL;
2303                 goto out;
2304         }
2305
2306         retval = cpuset_path(cs, buf, PAGE_SIZE);
2307         if (retval < 0)
2308                 goto out;
2309         seq_puts(m, buf);
2310         seq_putc(m, '\n');
2311 out:
2312         mutex_unlock(&manage_mutex);
2313         kfree(buf);
2314         return retval;
2315 }
2316
2317 static int cpuset_open(struct inode *inode, struct file *file)
2318 {
2319         struct task_struct *tsk = PROC_I(inode)->task;
2320         return single_open(file, proc_cpuset_show, tsk);
2321 }
2322
2323 struct file_operations proc_cpuset_operations = {
2324         .open           = cpuset_open,
2325         .read           = seq_read,
2326         .llseek         = seq_lseek,
2327         .release        = single_release,
2328 };
2329
2330 /* Display task cpus_allowed, mems_allowed in /proc/<pid>/status file. */
2331 char *cpuset_task_status_allowed(struct task_struct *task, char *buffer)
2332 {
2333         buffer += sprintf(buffer, "Cpus_allowed:\t");
2334         buffer += cpumask_scnprintf(buffer, PAGE_SIZE, task->cpus_allowed);
2335         buffer += sprintf(buffer, "\n");
2336         buffer += sprintf(buffer, "Mems_allowed:\t");
2337         buffer += nodemask_scnprintf(buffer, PAGE_SIZE, task->mems_allowed);
2338         buffer += sprintf(buffer, "\n");
2339         return buffer;
2340 }