sched: add macros to define bitops for task atomic flags
[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) 2004-2007 Silicon Graphics, Inc.
8  *  Copyright (C) 2006 Google, Inc
9  *
10  *  Portions derived from Patrick Mochel's sysfs code.
11  *  sysfs is Copyright (c) 2001-3 Patrick Mochel
12  *
13  *  2003-10-10 Written by Simon Derr.
14  *  2003-10-22 Updates by Stephen Hemminger.
15  *  2004 May-July Rework by Paul Jackson.
16  *  2006 Rework by Paul Menage to use generic cgroups
17  *  2008 Rework of the scheduler domains and CPU hotplug handling
18  *       by Max Krasnyansky
19  *
20  *  This file is subject to the terms and conditions of the GNU General Public
21  *  License.  See the file COPYING in the main directory of the Linux
22  *  distribution for more details.
23  */
24
25 #include <linux/cpu.h>
26 #include <linux/cpumask.h>
27 #include <linux/cpuset.h>
28 #include <linux/err.h>
29 #include <linux/errno.h>
30 #include <linux/file.h>
31 #include <linux/fs.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/interrupt.h>
34 #include <linux/kernel.h>
35 #include <linux/kmod.h>
36 #include <linux/list.h>
37 #include <linux/mempolicy.h>
38 #include <linux/mm.h>
39 #include <linux/memory.h>
40 #include <linux/export.h>
41 #include <linux/mount.h>
42 #include <linux/namei.h>
43 #include <linux/pagemap.h>
44 #include <linux/proc_fs.h>
45 #include <linux/rcupdate.h>
46 #include <linux/sched.h>
47 #include <linux/seq_file.h>
48 #include <linux/security.h>
49 #include <linux/slab.h>
50 #include <linux/spinlock.h>
51 #include <linux/stat.h>
52 #include <linux/string.h>
53 #include <linux/time.h>
54 #include <linux/backing-dev.h>
55 #include <linux/sort.h>
56
57 #include <asm/uaccess.h>
58 #include <linux/atomic.h>
59 #include <linux/mutex.h>
60 #include <linux/workqueue.h>
61 #include <linux/cgroup.h>
62 #include <linux/wait.h>
63
64 struct static_key cpusets_enabled_key __read_mostly = STATIC_KEY_INIT_FALSE;
65
66 /* See "Frequency meter" comments, below. */
67
68 struct fmeter {
69         int cnt;                /* unprocessed events count */
70         int val;                /* most recent output value */
71         time_t time;            /* clock (secs) when val computed */
72         spinlock_t lock;        /* guards read or write of above */
73 };
74
75 struct cpuset {
76         struct cgroup_subsys_state css;
77
78         unsigned long flags;            /* "unsigned long" so bitops work */
79
80         /*
81          * On default hierarchy:
82          *
83          * The user-configured masks can only be changed by writing to
84          * cpuset.cpus and cpuset.mems, and won't be limited by the
85          * parent masks.
86          *
87          * The effective masks is the real masks that apply to the tasks
88          * in the cpuset. They may be changed if the configured masks are
89          * changed or hotplug happens.
90          *
91          * effective_mask == configured_mask & parent's effective_mask,
92          * and if it ends up empty, it will inherit the parent's mask.
93          *
94          *
95          * On legacy hierachy:
96          *
97          * The user-configured masks are always the same with effective masks.
98          */
99
100         /* user-configured CPUs and Memory Nodes allow to tasks */
101         cpumask_var_t cpus_allowed;
102         nodemask_t mems_allowed;
103
104         /* effective CPUs and Memory Nodes allow to tasks */
105         cpumask_var_t effective_cpus;
106         nodemask_t effective_mems;
107
108         /*
109          * This is old Memory Nodes tasks took on.
110          *
111          * - top_cpuset.old_mems_allowed is initialized to mems_allowed.
112          * - A new cpuset's old_mems_allowed is initialized when some
113          *   task is moved into it.
114          * - old_mems_allowed is used in cpuset_migrate_mm() when we change
115          *   cpuset.mems_allowed and have tasks' nodemask updated, and
116          *   then old_mems_allowed is updated to mems_allowed.
117          */
118         nodemask_t old_mems_allowed;
119
120         struct fmeter fmeter;           /* memory_pressure filter */
121
122         /*
123          * Tasks are being attached to this cpuset.  Used to prevent
124          * zeroing cpus/mems_allowed between ->can_attach() and ->attach().
125          */
126         int attach_in_progress;
127
128         /* partition number for rebuild_sched_domains() */
129         int pn;
130
131         /* for custom sched domain */
132         int relax_domain_level;
133 };
134
135 static inline struct cpuset *css_cs(struct cgroup_subsys_state *css)
136 {
137         return css ? container_of(css, struct cpuset, css) : NULL;
138 }
139
140 /* Retrieve the cpuset for a task */
141 static inline struct cpuset *task_cs(struct task_struct *task)
142 {
143         return css_cs(task_css(task, cpuset_cgrp_id));
144 }
145
146 static inline struct cpuset *parent_cs(struct cpuset *cs)
147 {
148         return css_cs(cs->css.parent);
149 }
150
151 #ifdef CONFIG_NUMA
152 static inline bool task_has_mempolicy(struct task_struct *task)
153 {
154         return task->mempolicy;
155 }
156 #else
157 static inline bool task_has_mempolicy(struct task_struct *task)
158 {
159         return false;
160 }
161 #endif
162
163
164 /* bits in struct cpuset flags field */
165 typedef enum {
166         CS_ONLINE,
167         CS_CPU_EXCLUSIVE,
168         CS_MEM_EXCLUSIVE,
169         CS_MEM_HARDWALL,
170         CS_MEMORY_MIGRATE,
171         CS_SCHED_LOAD_BALANCE,
172         CS_SPREAD_PAGE,
173         CS_SPREAD_SLAB,
174 } cpuset_flagbits_t;
175
176 /* convenient tests for these bits */
177 static inline bool is_cpuset_online(const struct cpuset *cs)
178 {
179         return test_bit(CS_ONLINE, &cs->flags);
180 }
181
182 static inline int is_cpu_exclusive(const struct cpuset *cs)
183 {
184         return test_bit(CS_CPU_EXCLUSIVE, &cs->flags);
185 }
186
187 static inline int is_mem_exclusive(const struct cpuset *cs)
188 {
189         return test_bit(CS_MEM_EXCLUSIVE, &cs->flags);
190 }
191
192 static inline int is_mem_hardwall(const struct cpuset *cs)
193 {
194         return test_bit(CS_MEM_HARDWALL, &cs->flags);
195 }
196
197 static inline int is_sched_load_balance(const struct cpuset *cs)
198 {
199         return test_bit(CS_SCHED_LOAD_BALANCE, &cs->flags);
200 }
201
202 static inline int is_memory_migrate(const struct cpuset *cs)
203 {
204         return test_bit(CS_MEMORY_MIGRATE, &cs->flags);
205 }
206
207 static inline int is_spread_page(const struct cpuset *cs)
208 {
209         return test_bit(CS_SPREAD_PAGE, &cs->flags);
210 }
211
212 static inline int is_spread_slab(const struct cpuset *cs)
213 {
214         return test_bit(CS_SPREAD_SLAB, &cs->flags);
215 }
216
217 static struct cpuset top_cpuset = {
218         .flags = ((1 << CS_ONLINE) | (1 << CS_CPU_EXCLUSIVE) |
219                   (1 << CS_MEM_EXCLUSIVE)),
220 };
221
222 /**
223  * cpuset_for_each_child - traverse online children of a cpuset
224  * @child_cs: loop cursor pointing to the current child
225  * @pos_css: used for iteration
226  * @parent_cs: target cpuset to walk children of
227  *
228  * Walk @child_cs through the online children of @parent_cs.  Must be used
229  * with RCU read locked.
230  */
231 #define cpuset_for_each_child(child_cs, pos_css, parent_cs)             \
232         css_for_each_child((pos_css), &(parent_cs)->css)                \
233                 if (is_cpuset_online(((child_cs) = css_cs((pos_css)))))
234
235 /**
236  * cpuset_for_each_descendant_pre - pre-order walk of a cpuset's descendants
237  * @des_cs: loop cursor pointing to the current descendant
238  * @pos_css: used for iteration
239  * @root_cs: target cpuset to walk ancestor of
240  *
241  * Walk @des_cs through the online descendants of @root_cs.  Must be used
242  * with RCU read locked.  The caller may modify @pos_css by calling
243  * css_rightmost_descendant() to skip subtree.  @root_cs is included in the
244  * iteration and the first node to be visited.
245  */
246 #define cpuset_for_each_descendant_pre(des_cs, pos_css, root_cs)        \
247         css_for_each_descendant_pre((pos_css), &(root_cs)->css)         \
248                 if (is_cpuset_online(((des_cs) = css_cs((pos_css)))))
249
250 /*
251  * There are two global mutexes guarding cpuset structures - cpuset_mutex
252  * and callback_mutex.  The latter may nest inside the former.  We also
253  * require taking task_lock() when dereferencing a task's cpuset pointer.
254  * See "The task_lock() exception", at the end of this comment.
255  *
256  * A task must hold both mutexes to modify cpusets.  If a task holds
257  * cpuset_mutex, then it blocks others wanting that mutex, ensuring that it
258  * is the only task able to also acquire callback_mutex and be able to
259  * modify cpusets.  It can perform various checks on the cpuset structure
260  * first, knowing nothing will change.  It can also allocate memory while
261  * just holding cpuset_mutex.  While it is performing these checks, various
262  * callback routines can briefly acquire callback_mutex to query cpusets.
263  * Once it is ready to make the changes, it takes callback_mutex, blocking
264  * everyone else.
265  *
266  * Calls to the kernel memory allocator can not be made while holding
267  * callback_mutex, as that would risk double tripping on callback_mutex
268  * from one of the callbacks into the cpuset code from within
269  * __alloc_pages().
270  *
271  * If a task is only holding callback_mutex, then it has read-only
272  * access to cpusets.
273  *
274  * Now, the task_struct fields mems_allowed and mempolicy may be changed
275  * by other task, we use alloc_lock in the task_struct fields to protect
276  * them.
277  *
278  * The cpuset_common_file_read() handlers only hold callback_mutex across
279  * small pieces of code, such as when reading out possibly multi-word
280  * cpumasks and nodemasks.
281  *
282  * Accessing a task's cpuset should be done in accordance with the
283  * guidelines for accessing subsystem state in kernel/cgroup.c
284  */
285
286 static DEFINE_MUTEX(cpuset_mutex);
287 static DEFINE_MUTEX(callback_mutex);
288
289 /*
290  * CPU / memory hotplug is handled asynchronously.
291  */
292 static void cpuset_hotplug_workfn(struct work_struct *work);
293 static DECLARE_WORK(cpuset_hotplug_work, cpuset_hotplug_workfn);
294
295 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(cpuset_attach_wq);
296
297 /*
298  * This is ugly, but preserves the userspace API for existing cpuset
299  * users. If someone tries to mount the "cpuset" filesystem, we
300  * silently switch it to mount "cgroup" instead
301  */
302 static struct dentry *cpuset_mount(struct file_system_type *fs_type,
303                          int flags, const char *unused_dev_name, void *data)
304 {
305         struct file_system_type *cgroup_fs = get_fs_type("cgroup");
306         struct dentry *ret = ERR_PTR(-ENODEV);
307         if (cgroup_fs) {
308                 char mountopts[] =
309                         "cpuset,noprefix,"
310                         "release_agent=/sbin/cpuset_release_agent";
311                 ret = cgroup_fs->mount(cgroup_fs, flags,
312                                            unused_dev_name, mountopts);
313                 put_filesystem(cgroup_fs);
314         }
315         return ret;
316 }
317
318 static struct file_system_type cpuset_fs_type = {
319         .name = "cpuset",
320         .mount = cpuset_mount,
321 };
322
323 /*
324  * Return in pmask the portion of a cpusets's cpus_allowed that
325  * are online.  If none are online, walk up the cpuset hierarchy
326  * until we find one that does have some online cpus.  The top
327  * cpuset always has some cpus online.
328  *
329  * One way or another, we guarantee to return some non-empty subset
330  * of cpu_online_mask.
331  *
332  * Call with callback_mutex held.
333  */
334 static void guarantee_online_cpus(struct cpuset *cs, struct cpumask *pmask)
335 {
336         while (!cpumask_intersects(cs->effective_cpus, cpu_online_mask))
337                 cs = parent_cs(cs);
338         cpumask_and(pmask, cs->effective_cpus, cpu_online_mask);
339 }
340
341 /*
342  * Return in *pmask the portion of a cpusets's mems_allowed that
343  * are online, with memory.  If none are online with memory, walk
344  * up the cpuset hierarchy until we find one that does have some
345  * online mems.  The top cpuset always has some mems online.
346  *
347  * One way or another, we guarantee to return some non-empty subset
348  * of node_states[N_MEMORY].
349  *
350  * Call with callback_mutex held.
351  */
352 static void guarantee_online_mems(struct cpuset *cs, nodemask_t *pmask)
353 {
354         while (!nodes_intersects(cs->effective_mems, node_states[N_MEMORY]))
355                 cs = parent_cs(cs);
356         nodes_and(*pmask, cs->effective_mems, node_states[N_MEMORY]);
357 }
358
359 /*
360  * update task's spread flag if cpuset's page/slab spread flag is set
361  *
362  * Called with callback_mutex/cpuset_mutex held
363  */
364 static void cpuset_update_task_spread_flag(struct cpuset *cs,
365                                         struct task_struct *tsk)
366 {
367         if (is_spread_page(cs))
368                 tsk->flags |= PF_SPREAD_PAGE;
369         else
370                 tsk->flags &= ~PF_SPREAD_PAGE;
371         if (is_spread_slab(cs))
372                 tsk->flags |= PF_SPREAD_SLAB;
373         else
374                 tsk->flags &= ~PF_SPREAD_SLAB;
375 }
376
377 /*
378  * is_cpuset_subset(p, q) - Is cpuset p a subset of cpuset q?
379  *
380  * One cpuset is a subset of another if all its allowed CPUs and
381  * Memory Nodes are a subset of the other, and its exclusive flags
382  * are only set if the other's are set.  Call holding cpuset_mutex.
383  */
384
385 static int is_cpuset_subset(const struct cpuset *p, const struct cpuset *q)
386 {
387         return  cpumask_subset(p->cpus_allowed, q->cpus_allowed) &&
388                 nodes_subset(p->mems_allowed, q->mems_allowed) &&
389                 is_cpu_exclusive(p) <= is_cpu_exclusive(q) &&
390                 is_mem_exclusive(p) <= is_mem_exclusive(q);
391 }
392
393 /**
394  * alloc_trial_cpuset - allocate a trial cpuset
395  * @cs: the cpuset that the trial cpuset duplicates
396  */
397 static struct cpuset *alloc_trial_cpuset(struct cpuset *cs)
398 {
399         struct cpuset *trial;
400
401         trial = kmemdup(cs, sizeof(*cs), GFP_KERNEL);
402         if (!trial)
403                 return NULL;
404
405         if (!alloc_cpumask_var(&trial->cpus_allowed, GFP_KERNEL))
406                 goto free_cs;
407         if (!alloc_cpumask_var(&trial->effective_cpus, GFP_KERNEL))
408                 goto free_cpus;
409
410         cpumask_copy(trial->cpus_allowed, cs->cpus_allowed);
411         cpumask_copy(trial->effective_cpus, cs->effective_cpus);
412         return trial;
413
414 free_cpus:
415         free_cpumask_var(trial->cpus_allowed);
416 free_cs:
417         kfree(trial);
418         return NULL;
419 }
420
421 /**
422  * free_trial_cpuset - free the trial cpuset
423  * @trial: the trial cpuset to be freed
424  */
425 static void free_trial_cpuset(struct cpuset *trial)
426 {
427         free_cpumask_var(trial->effective_cpus);
428         free_cpumask_var(trial->cpus_allowed);
429         kfree(trial);
430 }
431
432 /*
433  * validate_change() - Used to validate that any proposed cpuset change
434  *                     follows the structural rules for cpusets.
435  *
436  * If we replaced the flag and mask values of the current cpuset
437  * (cur) with those values in the trial cpuset (trial), would
438  * our various subset and exclusive rules still be valid?  Presumes
439  * cpuset_mutex held.
440  *
441  * 'cur' is the address of an actual, in-use cpuset.  Operations
442  * such as list traversal that depend on the actual address of the
443  * cpuset in the list must use cur below, not trial.
444  *
445  * 'trial' is the address of bulk structure copy of cur, with
446  * perhaps one or more of the fields cpus_allowed, mems_allowed,
447  * or flags changed to new, trial values.
448  *
449  * Return 0 if valid, -errno if not.
450  */
451
452 static int validate_change(struct cpuset *cur, struct cpuset *trial)
453 {
454         struct cgroup_subsys_state *css;
455         struct cpuset *c, *par;
456         int ret;
457
458         rcu_read_lock();
459
460         /* Each of our child cpusets must be a subset of us */
461         ret = -EBUSY;
462         cpuset_for_each_child(c, css, cur)
463                 if (!is_cpuset_subset(c, trial))
464                         goto out;
465
466         /* Remaining checks don't apply to root cpuset */
467         ret = 0;
468         if (cur == &top_cpuset)
469                 goto out;
470
471         par = parent_cs(cur);
472
473         /* On legacy hiearchy, we must be a subset of our parent cpuset. */
474         ret = -EACCES;
475         if (!cgroup_on_dfl(cur->css.cgroup) && !is_cpuset_subset(trial, par))
476                 goto out;
477
478         /*
479          * If either I or some sibling (!= me) is exclusive, we can't
480          * overlap
481          */
482         ret = -EINVAL;
483         cpuset_for_each_child(c, css, par) {
484                 if ((is_cpu_exclusive(trial) || is_cpu_exclusive(c)) &&
485                     c != cur &&
486                     cpumask_intersects(trial->cpus_allowed, c->cpus_allowed))
487                         goto out;
488                 if ((is_mem_exclusive(trial) || is_mem_exclusive(c)) &&
489                     c != cur &&
490                     nodes_intersects(trial->mems_allowed, c->mems_allowed))
491                         goto out;
492         }
493
494         /*
495          * Cpusets with tasks - existing or newly being attached - can't
496          * be changed to have empty cpus_allowed or mems_allowed.
497          */
498         ret = -ENOSPC;
499         if ((cgroup_has_tasks(cur->css.cgroup) || cur->attach_in_progress)) {
500                 if (!cpumask_empty(cur->cpus_allowed) &&
501                     cpumask_empty(trial->cpus_allowed))
502                         goto out;
503                 if (!nodes_empty(cur->mems_allowed) &&
504                     nodes_empty(trial->mems_allowed))
505                         goto out;
506         }
507
508         ret = 0;
509 out:
510         rcu_read_unlock();
511         return ret;
512 }
513
514 #ifdef CONFIG_SMP
515 /*
516  * Helper routine for generate_sched_domains().
517  * Do cpusets a, b have overlapping effective cpus_allowed masks?
518  */
519 static int cpusets_overlap(struct cpuset *a, struct cpuset *b)
520 {
521         return cpumask_intersects(a->effective_cpus, b->effective_cpus);
522 }
523
524 static void
525 update_domain_attr(struct sched_domain_attr *dattr, struct cpuset *c)
526 {
527         if (dattr->relax_domain_level < c->relax_domain_level)
528                 dattr->relax_domain_level = c->relax_domain_level;
529         return;
530 }
531
532 static void update_domain_attr_tree(struct sched_domain_attr *dattr,
533                                     struct cpuset *root_cs)
534 {
535         struct cpuset *cp;
536         struct cgroup_subsys_state *pos_css;
537
538         rcu_read_lock();
539         cpuset_for_each_descendant_pre(cp, pos_css, root_cs) {
540                 if (cp == root_cs)
541                         continue;
542
543                 /* skip the whole subtree if @cp doesn't have any CPU */
544                 if (cpumask_empty(cp->cpus_allowed)) {
545                         pos_css = css_rightmost_descendant(pos_css);
546                         continue;
547                 }
548
549                 if (is_sched_load_balance(cp))
550                         update_domain_attr(dattr, cp);
551         }
552         rcu_read_unlock();
553 }
554
555 /*
556  * generate_sched_domains()
557  *
558  * This function builds a partial partition of the systems CPUs
559  * A 'partial partition' is a set of non-overlapping subsets whose
560  * union is a subset of that set.
561  * The output of this function needs to be passed to kernel/sched/core.c
562  * partition_sched_domains() routine, which will rebuild the scheduler's
563  * load balancing domains (sched domains) as specified by that partial
564  * partition.
565  *
566  * See "What is sched_load_balance" in Documentation/cgroups/cpusets.txt
567  * for a background explanation of this.
568  *
569  * Does not return errors, on the theory that the callers of this
570  * routine would rather not worry about failures to rebuild sched
571  * domains when operating in the severe memory shortage situations
572  * that could cause allocation failures below.
573  *
574  * Must be called with cpuset_mutex held.
575  *
576  * The three key local variables below are:
577  *    q  - a linked-list queue of cpuset pointers, used to implement a
578  *         top-down scan of all cpusets.  This scan loads a pointer
579  *         to each cpuset marked is_sched_load_balance into the
580  *         array 'csa'.  For our purposes, rebuilding the schedulers
581  *         sched domains, we can ignore !is_sched_load_balance cpusets.
582  *  csa  - (for CpuSet Array) Array of pointers to all the cpusets
583  *         that need to be load balanced, for convenient iterative
584  *         access by the subsequent code that finds the best partition,
585  *         i.e the set of domains (subsets) of CPUs such that the
586  *         cpus_allowed of every cpuset marked is_sched_load_balance
587  *         is a subset of one of these domains, while there are as
588  *         many such domains as possible, each as small as possible.
589  * doms  - Conversion of 'csa' to an array of cpumasks, for passing to
590  *         the kernel/sched/core.c routine partition_sched_domains() in a
591  *         convenient format, that can be easily compared to the prior
592  *         value to determine what partition elements (sched domains)
593  *         were changed (added or removed.)
594  *
595  * Finding the best partition (set of domains):
596  *      The triple nested loops below over i, j, k scan over the
597  *      load balanced cpusets (using the array of cpuset pointers in
598  *      csa[]) looking for pairs of cpusets that have overlapping
599  *      cpus_allowed, but which don't have the same 'pn' partition
600  *      number and gives them in the same partition number.  It keeps
601  *      looping on the 'restart' label until it can no longer find
602  *      any such pairs.
603  *
604  *      The union of the cpus_allowed masks from the set of
605  *      all cpusets having the same 'pn' value then form the one
606  *      element of the partition (one sched domain) to be passed to
607  *      partition_sched_domains().
608  */
609 static int generate_sched_domains(cpumask_var_t **domains,
610                         struct sched_domain_attr **attributes)
611 {
612         struct cpuset *cp;      /* scans q */
613         struct cpuset **csa;    /* array of all cpuset ptrs */
614         int csn;                /* how many cpuset ptrs in csa so far */
615         int i, j, k;            /* indices for partition finding loops */
616         cpumask_var_t *doms;    /* resulting partition; i.e. sched domains */
617         struct sched_domain_attr *dattr;  /* attributes for custom domains */
618         int ndoms = 0;          /* number of sched domains in result */
619         int nslot;              /* next empty doms[] struct cpumask slot */
620         struct cgroup_subsys_state *pos_css;
621
622         doms = NULL;
623         dattr = NULL;
624         csa = NULL;
625
626         /* Special case for the 99% of systems with one, full, sched domain */
627         if (is_sched_load_balance(&top_cpuset)) {
628                 ndoms = 1;
629                 doms = alloc_sched_domains(ndoms);
630                 if (!doms)
631                         goto done;
632
633                 dattr = kmalloc(sizeof(struct sched_domain_attr), GFP_KERNEL);
634                 if (dattr) {
635                         *dattr = SD_ATTR_INIT;
636                         update_domain_attr_tree(dattr, &top_cpuset);
637                 }
638                 cpumask_copy(doms[0], top_cpuset.effective_cpus);
639
640                 goto done;
641         }
642
643         csa = kmalloc(nr_cpusets() * sizeof(cp), GFP_KERNEL);
644         if (!csa)
645                 goto done;
646         csn = 0;
647
648         rcu_read_lock();
649         cpuset_for_each_descendant_pre(cp, pos_css, &top_cpuset) {
650                 if (cp == &top_cpuset)
651                         continue;
652                 /*
653                  * Continue traversing beyond @cp iff @cp has some CPUs and
654                  * isn't load balancing.  The former is obvious.  The
655                  * latter: All child cpusets contain a subset of the
656                  * parent's cpus, so just skip them, and then we call
657                  * update_domain_attr_tree() to calc relax_domain_level of
658                  * the corresponding sched domain.
659                  */
660                 if (!cpumask_empty(cp->cpus_allowed) &&
661                     !is_sched_load_balance(cp))
662                         continue;
663
664                 if (is_sched_load_balance(cp))
665                         csa[csn++] = cp;
666
667                 /* skip @cp's subtree */
668                 pos_css = css_rightmost_descendant(pos_css);
669         }
670         rcu_read_unlock();
671
672         for (i = 0; i < csn; i++)
673                 csa[i]->pn = i;
674         ndoms = csn;
675
676 restart:
677         /* Find the best partition (set of sched domains) */
678         for (i = 0; i < csn; i++) {
679                 struct cpuset *a = csa[i];
680                 int apn = a->pn;
681
682                 for (j = 0; j < csn; j++) {
683                         struct cpuset *b = csa[j];
684                         int bpn = b->pn;
685
686                         if (apn != bpn && cpusets_overlap(a, b)) {
687                                 for (k = 0; k < csn; k++) {
688                                         struct cpuset *c = csa[k];
689
690                                         if (c->pn == bpn)
691                                                 c->pn = apn;
692                                 }
693                                 ndoms--;        /* one less element */
694                                 goto restart;
695                         }
696                 }
697         }
698
699         /*
700          * Now we know how many domains to create.
701          * Convert <csn, csa> to <ndoms, doms> and populate cpu masks.
702          */
703         doms = alloc_sched_domains(ndoms);
704         if (!doms)
705                 goto done;
706
707         /*
708          * The rest of the code, including the scheduler, can deal with
709          * dattr==NULL case. No need to abort if alloc fails.
710          */
711         dattr = kmalloc(ndoms * sizeof(struct sched_domain_attr), GFP_KERNEL);
712
713         for (nslot = 0, i = 0; i < csn; i++) {
714                 struct cpuset *a = csa[i];
715                 struct cpumask *dp;
716                 int apn = a->pn;
717
718                 if (apn < 0) {
719                         /* Skip completed partitions */
720                         continue;
721                 }
722
723                 dp = doms[nslot];
724
725                 if (nslot == ndoms) {
726                         static int warnings = 10;
727                         if (warnings) {
728                                 pr_warn("rebuild_sched_domains confused: nslot %d, ndoms %d, csn %d, i %d, apn %d\n",
729                                         nslot, ndoms, csn, i, apn);
730                                 warnings--;
731                         }
732                         continue;
733                 }
734
735                 cpumask_clear(dp);
736                 if (dattr)
737                         *(dattr + nslot) = SD_ATTR_INIT;
738                 for (j = i; j < csn; j++) {
739                         struct cpuset *b = csa[j];
740
741                         if (apn == b->pn) {
742                                 cpumask_or(dp, dp, b->effective_cpus);
743                                 if (dattr)
744                                         update_domain_attr_tree(dattr + nslot, b);
745
746                                 /* Done with this partition */
747                                 b->pn = -1;
748                         }
749                 }
750                 nslot++;
751         }
752         BUG_ON(nslot != ndoms);
753
754 done:
755         kfree(csa);
756
757         /*
758          * Fallback to the default domain if kmalloc() failed.
759          * See comments in partition_sched_domains().
760          */
761         if (doms == NULL)
762                 ndoms = 1;
763
764         *domains    = doms;
765         *attributes = dattr;
766         return ndoms;
767 }
768
769 /*
770  * Rebuild scheduler domains.
771  *
772  * If the flag 'sched_load_balance' of any cpuset with non-empty
773  * 'cpus' changes, or if the 'cpus' allowed changes in any cpuset
774  * which has that flag enabled, or if any cpuset with a non-empty
775  * 'cpus' is removed, then call this routine to rebuild the
776  * scheduler's dynamic sched domains.
777  *
778  * Call with cpuset_mutex held.  Takes get_online_cpus().
779  */
780 static void rebuild_sched_domains_locked(void)
781 {
782         struct sched_domain_attr *attr;
783         cpumask_var_t *doms;
784         int ndoms;
785
786         lockdep_assert_held(&cpuset_mutex);
787         get_online_cpus();
788
789         /*
790          * We have raced with CPU hotplug. Don't do anything to avoid
791          * passing doms with offlined cpu to partition_sched_domains().
792          * Anyways, hotplug work item will rebuild sched domains.
793          */
794         if (!cpumask_equal(top_cpuset.effective_cpus, cpu_active_mask))
795                 goto out;
796
797         /* Generate domain masks and attrs */
798         ndoms = generate_sched_domains(&doms, &attr);
799
800         /* Have scheduler rebuild the domains */
801         partition_sched_domains(ndoms, doms, attr);
802 out:
803         put_online_cpus();
804 }
805 #else /* !CONFIG_SMP */
806 static void rebuild_sched_domains_locked(void)
807 {
808 }
809 #endif /* CONFIG_SMP */
810
811 void rebuild_sched_domains(void)
812 {
813         mutex_lock(&cpuset_mutex);
814         rebuild_sched_domains_locked();
815         mutex_unlock(&cpuset_mutex);
816 }
817
818 /**
819  * update_tasks_cpumask - Update the cpumasks of tasks in the cpuset.
820  * @cs: the cpuset in which each task's cpus_allowed mask needs to be changed
821  *
822  * Iterate through each task of @cs updating its cpus_allowed to the
823  * effective cpuset's.  As this function is called with cpuset_mutex held,
824  * cpuset membership stays stable.
825  */
826 static void update_tasks_cpumask(struct cpuset *cs)
827 {
828         struct css_task_iter it;
829         struct task_struct *task;
830
831         css_task_iter_start(&cs->css, &it);
832         while ((task = css_task_iter_next(&it)))
833                 set_cpus_allowed_ptr(task, cs->effective_cpus);
834         css_task_iter_end(&it);
835 }
836
837 /*
838  * update_cpumasks_hier - Update effective cpumasks and tasks in the subtree
839  * @cs: the cpuset to consider
840  * @new_cpus: temp variable for calculating new effective_cpus
841  *
842  * When congifured cpumask is changed, the effective cpumasks of this cpuset
843  * and all its descendants need to be updated.
844  *
845  * On legacy hierachy, effective_cpus will be the same with cpu_allowed.
846  *
847  * Called with cpuset_mutex held
848  */
849 static void update_cpumasks_hier(struct cpuset *cs, struct cpumask *new_cpus)
850 {
851         struct cpuset *cp;
852         struct cgroup_subsys_state *pos_css;
853         bool need_rebuild_sched_domains = false;
854
855         rcu_read_lock();
856         cpuset_for_each_descendant_pre(cp, pos_css, cs) {
857                 struct cpuset *parent = parent_cs(cp);
858
859                 cpumask_and(new_cpus, cp->cpus_allowed, parent->effective_cpus);
860
861                 /*
862                  * If it becomes empty, inherit the effective mask of the
863                  * parent, which is guaranteed to have some CPUs.
864                  */
865                 if (cpumask_empty(new_cpus))
866                         cpumask_copy(new_cpus, parent->effective_cpus);
867
868                 /* Skip the whole subtree if the cpumask remains the same. */
869                 if (cpumask_equal(new_cpus, cp->effective_cpus)) {
870                         pos_css = css_rightmost_descendant(pos_css);
871                         continue;
872                 }
873
874                 if (!css_tryget_online(&cp->css))
875                         continue;
876                 rcu_read_unlock();
877
878                 mutex_lock(&callback_mutex);
879                 cpumask_copy(cp->effective_cpus, new_cpus);
880                 mutex_unlock(&callback_mutex);
881
882                 WARN_ON(!cgroup_on_dfl(cp->css.cgroup) &&
883                         !cpumask_equal(cp->cpus_allowed, cp->effective_cpus));
884
885                 update_tasks_cpumask(cp);
886
887                 /*
888                  * If the effective cpumask of any non-empty cpuset is changed,
889                  * we need to rebuild sched domains.
890                  */
891                 if (!cpumask_empty(cp->cpus_allowed) &&
892                     is_sched_load_balance(cp))
893                         need_rebuild_sched_domains = true;
894
895                 rcu_read_lock();
896                 css_put(&cp->css);
897         }
898         rcu_read_unlock();
899
900         if (need_rebuild_sched_domains)
901                 rebuild_sched_domains_locked();
902 }
903
904 /**
905  * update_cpumask - update the cpus_allowed mask of a cpuset and all tasks in it
906  * @cs: the cpuset to consider
907  * @trialcs: trial cpuset
908  * @buf: buffer of cpu numbers written to this cpuset
909  */
910 static int update_cpumask(struct cpuset *cs, struct cpuset *trialcs,
911                           const char *buf)
912 {
913         int retval;
914
915         /* top_cpuset.cpus_allowed tracks cpu_online_mask; it's read-only */
916         if (cs == &top_cpuset)
917                 return -EACCES;
918
919         /*
920          * An empty cpus_allowed is ok only if the cpuset has no tasks.
921          * Since cpulist_parse() fails on an empty mask, we special case
922          * that parsing.  The validate_change() call ensures that cpusets
923          * with tasks have cpus.
924          */
925         if (!*buf) {
926                 cpumask_clear(trialcs->cpus_allowed);
927         } else {
928                 retval = cpulist_parse(buf, trialcs->cpus_allowed);
929                 if (retval < 0)
930                         return retval;
931
932                 if (!cpumask_subset(trialcs->cpus_allowed,
933                                     top_cpuset.cpus_allowed))
934                         return -EINVAL;
935         }
936
937         /* Nothing to do if the cpus didn't change */
938         if (cpumask_equal(cs->cpus_allowed, trialcs->cpus_allowed))
939                 return 0;
940
941         retval = validate_change(cs, trialcs);
942         if (retval < 0)
943                 return retval;
944
945         mutex_lock(&callback_mutex);
946         cpumask_copy(cs->cpus_allowed, trialcs->cpus_allowed);
947         mutex_unlock(&callback_mutex);
948
949         /* use trialcs->cpus_allowed as a temp variable */
950         update_cpumasks_hier(cs, trialcs->cpus_allowed);
951         return 0;
952 }
953
954 /*
955  * cpuset_migrate_mm
956  *
957  *    Migrate memory region from one set of nodes to another.
958  *
959  *    Temporarilly set tasks mems_allowed to target nodes of migration,
960  *    so that the migration code can allocate pages on these nodes.
961  *
962  *    While the mm_struct we are migrating is typically from some
963  *    other task, the task_struct mems_allowed that we are hacking
964  *    is for our current task, which must allocate new pages for that
965  *    migrating memory region.
966  */
967
968 static void cpuset_migrate_mm(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
969                                                         const nodemask_t *to)
970 {
971         struct task_struct *tsk = current;
972
973         tsk->mems_allowed = *to;
974
975         do_migrate_pages(mm, from, to, MPOL_MF_MOVE_ALL);
976
977         rcu_read_lock();
978         guarantee_online_mems(task_cs(tsk), &tsk->mems_allowed);
979         rcu_read_unlock();
980 }
981
982 /*
983  * cpuset_change_task_nodemask - change task's mems_allowed and mempolicy
984  * @tsk: the task to change
985  * @newmems: new nodes that the task will be set
986  *
987  * In order to avoid seeing no nodes if the old and new nodes are disjoint,
988  * we structure updates as setting all new allowed nodes, then clearing newly
989  * disallowed ones.
990  */
991 static void cpuset_change_task_nodemask(struct task_struct *tsk,
992                                         nodemask_t *newmems)
993 {
994         bool need_loop;
995
996         /*
997          * Allow tasks that have access to memory reserves because they have
998          * been OOM killed to get memory anywhere.
999          */
1000         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
1001                 return;
1002         if (current->flags & PF_EXITING) /* Let dying task have memory */
1003                 return;
1004
1005         task_lock(tsk);
1006         /*
1007          * Determine if a loop is necessary if another thread is doing
1008          * read_mems_allowed_begin().  If at least one node remains unchanged and
1009          * tsk does not have a mempolicy, then an empty nodemask will not be
1010          * possible when mems_allowed is larger than a word.
1011          */
1012         need_loop = task_has_mempolicy(tsk) ||
1013                         !nodes_intersects(*newmems, tsk->mems_allowed);
1014
1015         if (need_loop) {
1016                 local_irq_disable();
1017                 write_seqcount_begin(&tsk->mems_allowed_seq);
1018         }
1019
1020         nodes_or(tsk->mems_allowed, tsk->mems_allowed, *newmems);
1021         mpol_rebind_task(tsk, newmems, MPOL_REBIND_STEP1);
1022
1023         mpol_rebind_task(tsk, newmems, MPOL_REBIND_STEP2);
1024         tsk->mems_allowed = *newmems;
1025
1026         if (need_loop) {
1027                 write_seqcount_end(&tsk->mems_allowed_seq);
1028                 local_irq_enable();
1029         }
1030
1031         task_unlock(tsk);
1032 }
1033
1034 static void *cpuset_being_rebound;
1035
1036 /**
1037  * update_tasks_nodemask - Update the nodemasks of tasks in the cpuset.
1038  * @cs: the cpuset in which each task's mems_allowed mask needs to be changed
1039  *
1040  * Iterate through each task of @cs updating its mems_allowed to the
1041  * effective cpuset's.  As this function is called with cpuset_mutex held,
1042  * cpuset membership stays stable.
1043  */
1044 static void update_tasks_nodemask(struct cpuset *cs)
1045 {
1046         static nodemask_t newmems;      /* protected by cpuset_mutex */
1047         struct css_task_iter it;
1048         struct task_struct *task;
1049
1050         cpuset_being_rebound = cs;              /* causes mpol_dup() rebind */
1051
1052         guarantee_online_mems(cs, &newmems);
1053
1054         /*
1055          * The mpol_rebind_mm() call takes mmap_sem, which we couldn't
1056          * take while holding tasklist_lock.  Forks can happen - the
1057          * mpol_dup() cpuset_being_rebound check will catch such forks,
1058          * and rebind their vma mempolicies too.  Because we still hold
1059          * the global cpuset_mutex, we know that no other rebind effort
1060          * will be contending for the global variable cpuset_being_rebound.
1061          * It's ok if we rebind the same mm twice; mpol_rebind_mm()
1062          * is idempotent.  Also migrate pages in each mm to new nodes.
1063          */
1064         css_task_iter_start(&cs->css, &it);
1065         while ((task = css_task_iter_next(&it))) {
1066                 struct mm_struct *mm;
1067                 bool migrate;
1068
1069                 cpuset_change_task_nodemask(task, &newmems);
1070
1071                 mm = get_task_mm(task);
1072                 if (!mm)
1073                         continue;
1074
1075                 migrate = is_memory_migrate(cs);
1076
1077                 mpol_rebind_mm(mm, &cs->mems_allowed);
1078                 if (migrate)
1079                         cpuset_migrate_mm(mm, &cs->old_mems_allowed, &newmems);
1080                 mmput(mm);
1081         }
1082         css_task_iter_end(&it);
1083
1084         /*
1085          * All the tasks' nodemasks have been updated, update
1086          * cs->old_mems_allowed.
1087          */
1088         cs->old_mems_allowed = newmems;
1089
1090         /* We're done rebinding vmas to this cpuset's new mems_allowed. */
1091         cpuset_being_rebound = NULL;
1092 }
1093
1094 /*
1095  * update_nodemasks_hier - Update effective nodemasks and tasks in the subtree
1096  * @cs: the cpuset to consider
1097  * @new_mems: a temp variable for calculating new effective_mems
1098  *
1099  * When configured nodemask is changed, the effective nodemasks of this cpuset
1100  * and all its descendants need to be updated.
1101  *
1102  * On legacy hiearchy, effective_mems will be the same with mems_allowed.
1103  *
1104  * Called with cpuset_mutex held
1105  */
1106 static void update_nodemasks_hier(struct cpuset *cs, nodemask_t *new_mems)
1107 {
1108         struct cpuset *cp;
1109         struct cgroup_subsys_state *pos_css;
1110
1111         rcu_read_lock();
1112         cpuset_for_each_descendant_pre(cp, pos_css, cs) {
1113                 struct cpuset *parent = parent_cs(cp);
1114
1115                 nodes_and(*new_mems, cp->mems_allowed, parent->effective_mems);
1116
1117                 /*
1118                  * If it becomes empty, inherit the effective mask of the
1119                  * parent, which is guaranteed to have some MEMs.
1120                  */
1121                 if (nodes_empty(*new_mems))
1122                         *new_mems = parent->effective_mems;
1123
1124                 /* Skip the whole subtree if the nodemask remains the same. */
1125                 if (nodes_equal(*new_mems, cp->effective_mems)) {
1126                         pos_css = css_rightmost_descendant(pos_css);
1127                         continue;
1128                 }
1129
1130                 if (!css_tryget_online(&cp->css))
1131                         continue;
1132                 rcu_read_unlock();
1133
1134                 mutex_lock(&callback_mutex);
1135                 cp->effective_mems = *new_mems;
1136                 mutex_unlock(&callback_mutex);
1137
1138                 WARN_ON(!cgroup_on_dfl(cp->css.cgroup) &&
1139                         !nodes_equal(cp->mems_allowed, cp->effective_mems));
1140
1141                 update_tasks_nodemask(cp);
1142
1143                 rcu_read_lock();
1144                 css_put(&cp->css);
1145         }
1146         rcu_read_unlock();
1147 }
1148
1149 /*
1150  * Handle user request to change the 'mems' memory placement
1151  * of a cpuset.  Needs to validate the request, update the
1152  * cpusets mems_allowed, and for each task in the cpuset,
1153  * update mems_allowed and rebind task's mempolicy and any vma
1154  * mempolicies and if the cpuset is marked 'memory_migrate',
1155  * migrate the tasks pages to the new memory.
1156  *
1157  * Call with cpuset_mutex held.  May take callback_mutex during call.
1158  * Will take tasklist_lock, scan tasklist for tasks in cpuset cs,
1159  * lock each such tasks mm->mmap_sem, scan its vma's and rebind
1160  * their mempolicies to the cpusets new mems_allowed.
1161  */
1162 static int update_nodemask(struct cpuset *cs, struct cpuset *trialcs,
1163                            const char *buf)
1164 {
1165         int retval;
1166
1167         /*
1168          * top_cpuset.mems_allowed tracks node_stats[N_MEMORY];
1169          * it's read-only
1170          */
1171         if (cs == &top_cpuset) {
1172                 retval = -EACCES;
1173                 goto done;
1174         }
1175
1176         /*
1177          * An empty mems_allowed is ok iff there are no tasks in the cpuset.
1178          * Since nodelist_parse() fails on an empty mask, we special case
1179          * that parsing.  The validate_change() call ensures that cpusets
1180          * with tasks have memory.
1181          */
1182         if (!*buf) {
1183                 nodes_clear(trialcs->mems_allowed);
1184         } else {
1185                 retval = nodelist_parse(buf, trialcs->mems_allowed);
1186                 if (retval < 0)
1187                         goto done;
1188
1189                 if (!nodes_subset(trialcs->mems_allowed,
1190                                   top_cpuset.mems_allowed)) {
1191                         retval = -EINVAL;
1192                         goto done;
1193                 }
1194         }
1195
1196         if (nodes_equal(cs->mems_allowed, trialcs->mems_allowed)) {
1197                 retval = 0;             /* Too easy - nothing to do */
1198                 goto done;
1199         }
1200         retval = validate_change(cs, trialcs);
1201         if (retval < 0)
1202                 goto done;
1203
1204         mutex_lock(&callback_mutex);
1205         cs->mems_allowed = trialcs->mems_allowed;
1206         mutex_unlock(&callback_mutex);
1207
1208         /* use trialcs->mems_allowed as a temp variable */
1209         update_nodemasks_hier(cs, &cs->mems_allowed);
1210 done:
1211         return retval;
1212 }
1213
1214 int current_cpuset_is_being_rebound(void)
1215 {
1216         int ret;
1217
1218         rcu_read_lock();
1219         ret = task_cs(current) == cpuset_being_rebound;
1220         rcu_read_unlock();
1221
1222         return ret;
1223 }
1224
1225 static int update_relax_domain_level(struct cpuset *cs, s64 val)
1226 {
1227 #ifdef CONFIG_SMP
1228         if (val < -1 || val >= sched_domain_level_max)
1229                 return -EINVAL;
1230 #endif
1231
1232         if (val != cs->relax_domain_level) {
1233                 cs->relax_domain_level = val;
1234                 if (!cpumask_empty(cs->cpus_allowed) &&
1235                     is_sched_load_balance(cs))
1236                         rebuild_sched_domains_locked();
1237         }
1238
1239         return 0;
1240 }
1241
1242 /**
1243  * update_tasks_flags - update the spread flags of tasks in the cpuset.
1244  * @cs: the cpuset in which each task's spread flags needs to be changed
1245  *
1246  * Iterate through each task of @cs updating its spread flags.  As this
1247  * function is called with cpuset_mutex held, cpuset membership stays
1248  * stable.
1249  */
1250 static void update_tasks_flags(struct cpuset *cs)
1251 {
1252         struct css_task_iter it;
1253         struct task_struct *task;
1254
1255         css_task_iter_start(&cs->css, &it);
1256         while ((task = css_task_iter_next(&it)))
1257                 cpuset_update_task_spread_flag(cs, task);
1258         css_task_iter_end(&it);
1259 }
1260
1261 /*
1262  * update_flag - read a 0 or a 1 in a file and update associated flag
1263  * bit:         the bit to update (see cpuset_flagbits_t)
1264  * cs:          the cpuset to update
1265  * turning_on:  whether the flag is being set or cleared
1266  *
1267  * Call with cpuset_mutex held.
1268  */
1269
1270 static int update_flag(cpuset_flagbits_t bit, struct cpuset *cs,
1271                        int turning_on)
1272 {
1273         struct cpuset *trialcs;
1274         int balance_flag_changed;
1275         int spread_flag_changed;
1276         int err;
1277
1278         trialcs = alloc_trial_cpuset(cs);
1279         if (!trialcs)
1280                 return -ENOMEM;
1281
1282         if (turning_on)
1283                 set_bit(bit, &trialcs->flags);
1284         else
1285                 clear_bit(bit, &trialcs->flags);
1286
1287         err = validate_change(cs, trialcs);
1288         if (err < 0)
1289                 goto out;
1290
1291         balance_flag_changed = (is_sched_load_balance(cs) !=
1292                                 is_sched_load_balance(trialcs));
1293
1294         spread_flag_changed = ((is_spread_slab(cs) != is_spread_slab(trialcs))
1295                         || (is_spread_page(cs) != is_spread_page(trialcs)));
1296
1297         mutex_lock(&callback_mutex);
1298         cs->flags = trialcs->flags;
1299         mutex_unlock(&callback_mutex);
1300
1301         if (!cpumask_empty(trialcs->cpus_allowed) && balance_flag_changed)
1302                 rebuild_sched_domains_locked();
1303
1304         if (spread_flag_changed)
1305                 update_tasks_flags(cs);
1306 out:
1307         free_trial_cpuset(trialcs);
1308         return err;
1309 }
1310
1311 /*
1312  * Frequency meter - How fast is some event occurring?
1313  *
1314  * These routines manage a digitally filtered, constant time based,
1315  * event frequency meter.  There are four routines:
1316  *   fmeter_init() - initialize a frequency meter.
1317  *   fmeter_markevent() - called each time the event happens.
1318  *   fmeter_getrate() - returns the recent rate of such events.
1319  *   fmeter_update() - internal routine used to update fmeter.
1320  *
1321  * A common data structure is passed to each of these routines,
1322  * which is used to keep track of the state required to manage the
1323  * frequency meter and its digital filter.
1324  *
1325  * The filter works on the number of events marked per unit time.
1326  * The filter is single-pole low-pass recursive (IIR).  The time unit
1327  * is 1 second.  Arithmetic is done using 32-bit integers scaled to
1328  * simulate 3 decimal digits of precision (multiplied by 1000).
1329  *
1330  * With an FM_COEF of 933, and a time base of 1 second, the filter
1331  * has a half-life of 10 seconds, meaning that if the events quit
1332  * happening, then the rate returned from the fmeter_getrate()
1333  * will be cut in half each 10 seconds, until it converges to zero.
1334  *
1335  * It is not worth doing a real infinitely recursive filter.  If more
1336  * than FM_MAXTICKS ticks have elapsed since the last filter event,
1337  * just compute FM_MAXTICKS ticks worth, by which point the level
1338  * will be stable.
1339  *
1340  * Limit the count of unprocessed events to FM_MAXCNT, so as to avoid
1341  * arithmetic overflow in the fmeter_update() routine.
1342  *
1343  * Given the simple 32 bit integer arithmetic used, this meter works
1344  * best for reporting rates between one per millisecond (msec) and
1345  * one per 32 (approx) seconds.  At constant rates faster than one
1346  * per msec it maxes out at values just under 1,000,000.  At constant
1347  * rates between one per msec, and one per second it will stabilize
1348  * to a value N*1000, where N is the rate of events per second.
1349  * At constant rates between one per second and one per 32 seconds,
1350  * it will be choppy, moving up on the seconds that have an event,
1351  * and then decaying until the next event.  At rates slower than
1352  * about one in 32 seconds, it decays all the way back to zero between
1353  * each event.
1354  */
1355
1356 #define FM_COEF 933             /* coefficient for half-life of 10 secs */
1357 #define FM_MAXTICKS ((time_t)99) /* useless computing more ticks than this */
1358 #define FM_MAXCNT 1000000       /* limit cnt to avoid overflow */
1359 #define FM_SCALE 1000           /* faux fixed point scale */
1360
1361 /* Initialize a frequency meter */
1362 static void fmeter_init(struct fmeter *fmp)
1363 {
1364         fmp->cnt = 0;
1365         fmp->val = 0;
1366         fmp->time = 0;
1367         spin_lock_init(&fmp->lock);
1368 }
1369
1370 /* Internal meter update - process cnt events and update value */
1371 static void fmeter_update(struct fmeter *fmp)
1372 {
1373         time_t now = get_seconds();
1374         time_t ticks = now - fmp->time;
1375
1376         if (ticks == 0)
1377                 return;
1378
1379         ticks = min(FM_MAXTICKS, ticks);
1380         while (ticks-- > 0)
1381                 fmp->val = (FM_COEF * fmp->val) / FM_SCALE;
1382         fmp->time = now;
1383
1384         fmp->val += ((FM_SCALE - FM_COEF) * fmp->cnt) / FM_SCALE;
1385         fmp->cnt = 0;
1386 }
1387
1388 /* Process any previous ticks, then bump cnt by one (times scale). */
1389 static void fmeter_markevent(struct fmeter *fmp)
1390 {
1391         spin_lock(&fmp->lock);
1392         fmeter_update(fmp);
1393         fmp->cnt = min(FM_MAXCNT, fmp->cnt + FM_SCALE);
1394         spin_unlock(&fmp->lock);
1395 }
1396
1397 /* Process any previous ticks, then return current value. */
1398 static int fmeter_getrate(struct fmeter *fmp)
1399 {
1400         int val;
1401
1402         spin_lock(&fmp->lock);
1403         fmeter_update(fmp);
1404         val = fmp->val;
1405         spin_unlock(&fmp->lock);
1406         return val;
1407 }
1408
1409 static struct cpuset *cpuset_attach_old_cs;
1410
1411 /* Called by cgroups to determine if a cpuset is usable; cpuset_mutex held */
1412 static int cpuset_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
1413                              struct cgroup_taskset *tset)
1414 {
1415         struct cpuset *cs = css_cs(css);
1416         struct task_struct *task;
1417         int ret;
1418
1419         /* used later by cpuset_attach() */
1420         cpuset_attach_old_cs = task_cs(cgroup_taskset_first(tset));
1421
1422         mutex_lock(&cpuset_mutex);
1423
1424         /* allow moving tasks into an empty cpuset if on default hierarchy */
1425         ret = -ENOSPC;
1426         if (!cgroup_on_dfl(css->cgroup) &&
1427             (cpumask_empty(cs->cpus_allowed) || nodes_empty(cs->mems_allowed)))
1428                 goto out_unlock;
1429
1430         cgroup_taskset_for_each(task, tset) {
1431                 /*
1432                  * Kthreads which disallow setaffinity shouldn't be moved
1433                  * to a new cpuset; we don't want to change their cpu
1434                  * affinity and isolating such threads by their set of
1435                  * allowed nodes is unnecessary.  Thus, cpusets are not
1436                  * applicable for such threads.  This prevents checking for
1437                  * success of set_cpus_allowed_ptr() on all attached tasks
1438                  * before cpus_allowed may be changed.
1439                  */
1440                 ret = -EINVAL;
1441                 if (task->flags & PF_NO_SETAFFINITY)
1442                         goto out_unlock;
1443                 ret = security_task_setscheduler(task);
1444                 if (ret)
1445                         goto out_unlock;
1446         }
1447
1448         /*
1449          * Mark attach is in progress.  This makes validate_change() fail
1450          * changes which zero cpus/mems_allowed.
1451          */
1452         cs->attach_in_progress++;
1453         ret = 0;
1454 out_unlock:
1455         mutex_unlock(&cpuset_mutex);
1456         return ret;
1457 }
1458
1459 static void cpuset_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
1460                                  struct cgroup_taskset *tset)
1461 {
1462         mutex_lock(&cpuset_mutex);
1463         css_cs(css)->attach_in_progress--;
1464         mutex_unlock(&cpuset_mutex);
1465 }
1466
1467 /*
1468  * Protected by cpuset_mutex.  cpus_attach is used only by cpuset_attach()
1469  * but we can't allocate it dynamically there.  Define it global and
1470  * allocate from cpuset_init().
1471  */
1472 static cpumask_var_t cpus_attach;
1473
1474 static void cpuset_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
1475                           struct cgroup_taskset *tset)
1476 {
1477         /* static buf protected by cpuset_mutex */
1478         static nodemask_t cpuset_attach_nodemask_to;
1479         struct mm_struct *mm;
1480         struct task_struct *task;
1481         struct task_struct *leader = cgroup_taskset_first(tset);
1482         struct cpuset *cs = css_cs(css);
1483         struct cpuset *oldcs = cpuset_attach_old_cs;
1484
1485         mutex_lock(&cpuset_mutex);
1486
1487         /* prepare for attach */
1488         if (cs == &top_cpuset)
1489                 cpumask_copy(cpus_attach, cpu_possible_mask);
1490         else
1491                 guarantee_online_cpus(cs, cpus_attach);
1492
1493         guarantee_online_mems(cs, &cpuset_attach_nodemask_to);
1494
1495         cgroup_taskset_for_each(task, tset) {
1496                 /*
1497                  * can_attach beforehand should guarantee that this doesn't
1498                  * fail.  TODO: have a better way to handle failure here
1499                  */
1500                 WARN_ON_ONCE(set_cpus_allowed_ptr(task, cpus_attach));
1501
1502                 cpuset_change_task_nodemask(task, &cpuset_attach_nodemask_to);
1503                 cpuset_update_task_spread_flag(cs, task);
1504         }
1505
1506         /*
1507          * Change mm, possibly for multiple threads in a threadgroup. This is
1508          * expensive and may sleep.
1509          */
1510         cpuset_attach_nodemask_to = cs->effective_mems;
1511         mm = get_task_mm(leader);
1512         if (mm) {
1513                 mpol_rebind_mm(mm, &cpuset_attach_nodemask_to);
1514
1515                 /*
1516                  * old_mems_allowed is the same with mems_allowed here, except
1517                  * if this task is being moved automatically due to hotplug.
1518                  * In that case @mems_allowed has been updated and is empty,
1519                  * so @old_mems_allowed is the right nodesets that we migrate
1520                  * mm from.
1521                  */
1522                 if (is_memory_migrate(cs)) {
1523                         cpuset_migrate_mm(mm, &oldcs->old_mems_allowed,
1524                                           &cpuset_attach_nodemask_to);
1525                 }
1526                 mmput(mm);
1527         }
1528
1529         cs->old_mems_allowed = cpuset_attach_nodemask_to;
1530
1531         cs->attach_in_progress--;
1532         if (!cs->attach_in_progress)
1533                 wake_up(&cpuset_attach_wq);
1534
1535         mutex_unlock(&cpuset_mutex);
1536 }
1537
1538 /* The various types of files and directories in a cpuset file system */
1539
1540 typedef enum {
1541         FILE_MEMORY_MIGRATE,
1542         FILE_CPULIST,
1543         FILE_MEMLIST,
1544         FILE_EFFECTIVE_CPULIST,
1545         FILE_EFFECTIVE_MEMLIST,
1546         FILE_CPU_EXCLUSIVE,
1547         FILE_MEM_EXCLUSIVE,
1548         FILE_MEM_HARDWALL,
1549         FILE_SCHED_LOAD_BALANCE,
1550         FILE_SCHED_RELAX_DOMAIN_LEVEL,
1551         FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED,
1552         FILE_MEMORY_PRESSURE,
1553         FILE_SPREAD_PAGE,
1554         FILE_SPREAD_SLAB,
1555 } cpuset_filetype_t;
1556
1557 static int cpuset_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css, struct cftype *cft,
1558                             u64 val)
1559 {
1560         struct cpuset *cs = css_cs(css);
1561         cpuset_filetype_t type = cft->private;
1562         int retval = 0;
1563
1564         mutex_lock(&cpuset_mutex);
1565         if (!is_cpuset_online(cs)) {
1566                 retval = -ENODEV;
1567                 goto out_unlock;
1568         }
1569
1570         switch (type) {
1571         case FILE_CPU_EXCLUSIVE:
1572                 retval = update_flag(CS_CPU_EXCLUSIVE, cs, val);
1573                 break;
1574         case FILE_MEM_EXCLUSIVE:
1575                 retval = update_flag(CS_MEM_EXCLUSIVE, cs, val);
1576                 break;
1577         case FILE_MEM_HARDWALL:
1578                 retval = update_flag(CS_MEM_HARDWALL, cs, val);
1579                 break;
1580         case FILE_SCHED_LOAD_BALANCE:
1581                 retval = update_flag(CS_SCHED_LOAD_BALANCE, cs, val);
1582                 break;
1583         case FILE_MEMORY_MIGRATE:
1584                 retval = update_flag(CS_MEMORY_MIGRATE, cs, val);
1585                 break;
1586         case FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED:
1587                 cpuset_memory_pressure_enabled = !!val;
1588                 break;
1589         case FILE_MEMORY_PRESSURE:
1590                 retval = -EACCES;
1591                 break;
1592         case FILE_SPREAD_PAGE:
1593                 retval = update_flag(CS_SPREAD_PAGE, cs, val);
1594                 break;
1595         case FILE_SPREAD_SLAB:
1596                 retval = update_flag(CS_SPREAD_SLAB, cs, val);
1597                 break;
1598         default:
1599                 retval = -EINVAL;
1600                 break;
1601         }
1602 out_unlock:
1603         mutex_unlock(&cpuset_mutex);
1604         return retval;
1605 }
1606
1607 static int cpuset_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css, struct cftype *cft,
1608                             s64 val)
1609 {
1610         struct cpuset *cs = css_cs(css);
1611         cpuset_filetype_t type = cft->private;
1612         int retval = -ENODEV;
1613
1614         mutex_lock(&cpuset_mutex);
1615         if (!is_cpuset_online(cs))
1616                 goto out_unlock;
1617
1618         switch (type) {
1619         case FILE_SCHED_RELAX_DOMAIN_LEVEL:
1620                 retval = update_relax_domain_level(cs, val);
1621                 break;
1622         default:
1623                 retval = -EINVAL;
1624                 break;
1625         }
1626 out_unlock:
1627         mutex_unlock(&cpuset_mutex);
1628         return retval;
1629 }
1630
1631 /*
1632  * Common handling for a write to a "cpus" or "mems" file.
1633  */
1634 static ssize_t cpuset_write_resmask(struct kernfs_open_file *of,
1635                                     char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
1636 {
1637         struct cpuset *cs = css_cs(of_css(of));
1638         struct cpuset *trialcs;
1639         int retval = -ENODEV;
1640
1641         buf = strstrip(buf);
1642
1643         /*
1644          * CPU or memory hotunplug may leave @cs w/o any execution
1645          * resources, in which case the hotplug code asynchronously updates
1646          * configuration and transfers all tasks to the nearest ancestor
1647          * which can execute.
1648          *
1649          * As writes to "cpus" or "mems" may restore @cs's execution
1650          * resources, wait for the previously scheduled operations before
1651          * proceeding, so that we don't end up keep removing tasks added
1652          * after execution capability is restored.
1653          *
1654          * cpuset_hotplug_work calls back into cgroup core via
1655          * cgroup_transfer_tasks() and waiting for it from a cgroupfs
1656          * operation like this one can lead to a deadlock through kernfs
1657          * active_ref protection.  Let's break the protection.  Losing the
1658          * protection is okay as we check whether @cs is online after
1659          * grabbing cpuset_mutex anyway.  This only happens on the legacy
1660          * hierarchies.
1661          */
1662         css_get(&cs->css);
1663         kernfs_break_active_protection(of->kn);
1664         flush_work(&cpuset_hotplug_work);
1665
1666         mutex_lock(&cpuset_mutex);
1667         if (!is_cpuset_online(cs))
1668                 goto out_unlock;
1669
1670         trialcs = alloc_trial_cpuset(cs);
1671         if (!trialcs) {
1672                 retval = -ENOMEM;
1673                 goto out_unlock;
1674         }
1675
1676         switch (of_cft(of)->private) {
1677         case FILE_CPULIST:
1678                 retval = update_cpumask(cs, trialcs, buf);
1679                 break;
1680         case FILE_MEMLIST:
1681                 retval = update_nodemask(cs, trialcs, buf);
1682                 break;
1683         default:
1684                 retval = -EINVAL;
1685                 break;
1686         }
1687
1688         free_trial_cpuset(trialcs);
1689 out_unlock:
1690         mutex_unlock(&cpuset_mutex);
1691         kernfs_unbreak_active_protection(of->kn);
1692         css_put(&cs->css);
1693         return retval ?: nbytes;
1694 }
1695
1696 /*
1697  * These ascii lists should be read in a single call, by using a user
1698  * buffer large enough to hold the entire map.  If read in smaller
1699  * chunks, there is no guarantee of atomicity.  Since the display format
1700  * used, list of ranges of sequential numbers, is variable length,
1701  * and since these maps can change value dynamically, one could read
1702  * gibberish by doing partial reads while a list was changing.
1703  */
1704 static int cpuset_common_seq_show(struct seq_file *sf, void *v)
1705 {
1706         struct cpuset *cs = css_cs(seq_css(sf));
1707         cpuset_filetype_t type = seq_cft(sf)->private;
1708         ssize_t count;
1709         char *buf, *s;
1710         int ret = 0;
1711
1712         count = seq_get_buf(sf, &buf);
1713         s = buf;
1714
1715         mutex_lock(&callback_mutex);
1716
1717         switch (type) {
1718         case FILE_CPULIST:
1719                 s += cpulist_scnprintf(s, count, cs->cpus_allowed);
1720                 break;
1721         case FILE_MEMLIST:
1722                 s += nodelist_scnprintf(s, count, cs->mems_allowed);
1723                 break;
1724         case FILE_EFFECTIVE_CPULIST:
1725                 s += cpulist_scnprintf(s, count, cs->effective_cpus);
1726                 break;
1727         case FILE_EFFECTIVE_MEMLIST:
1728                 s += nodelist_scnprintf(s, count, cs->effective_mems);
1729                 break;
1730         default:
1731                 ret = -EINVAL;
1732                 goto out_unlock;
1733         }
1734
1735         if (s < buf + count - 1) {
1736                 *s++ = '\n';
1737                 seq_commit(sf, s - buf);
1738         } else {
1739                 seq_commit(sf, -1);
1740         }
1741 out_unlock:
1742         mutex_unlock(&callback_mutex);
1743         return ret;
1744 }
1745
1746 static u64 cpuset_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css, struct cftype *cft)
1747 {
1748         struct cpuset *cs = css_cs(css);
1749         cpuset_filetype_t type = cft->private;
1750         switch (type) {
1751         case FILE_CPU_EXCLUSIVE:
1752                 return is_cpu_exclusive(cs);
1753         case FILE_MEM_EXCLUSIVE:
1754                 return is_mem_exclusive(cs);
1755         case FILE_MEM_HARDWALL:
1756                 return is_mem_hardwall(cs);
1757         case FILE_SCHED_LOAD_BALANCE:
1758                 return is_sched_load_balance(cs);
1759         case FILE_MEMORY_MIGRATE:
1760                 return is_memory_migrate(cs);
1761         case FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED:
1762                 return cpuset_memory_pressure_enabled;
1763         case FILE_MEMORY_PRESSURE:
1764                 return fmeter_getrate(&cs->fmeter);
1765         case FILE_SPREAD_PAGE:
1766                 return is_spread_page(cs);
1767         case FILE_SPREAD_SLAB:
1768                 return is_spread_slab(cs);
1769         default:
1770                 BUG();
1771         }
1772
1773         /* Unreachable but makes gcc happy */
1774         return 0;
1775 }
1776
1777 static s64 cpuset_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css, struct cftype *cft)
1778 {
1779         struct cpuset *cs = css_cs(css);
1780         cpuset_filetype_t type = cft->private;
1781         switch (type) {
1782         case FILE_SCHED_RELAX_DOMAIN_LEVEL:
1783                 return cs->relax_domain_level;
1784         default:
1785                 BUG();
1786         }
1787
1788         /* Unrechable but makes gcc happy */
1789         return 0;
1790 }
1791
1792
1793 /*
1794  * for the common functions, 'private' gives the type of file
1795  */
1796
1797 static struct cftype files[] = {
1798         {
1799                 .name = "cpus",
1800                 .seq_show = cpuset_common_seq_show,
1801                 .write = cpuset_write_resmask,
1802                 .max_write_len = (100U + 6 * NR_CPUS),
1803                 .private = FILE_CPULIST,
1804         },
1805
1806         {
1807                 .name = "mems",
1808                 .seq_show = cpuset_common_seq_show,
1809                 .write = cpuset_write_resmask,
1810                 .max_write_len = (100U + 6 * MAX_NUMNODES),
1811                 .private = FILE_MEMLIST,
1812         },
1813
1814         {
1815                 .name = "effective_cpus",
1816                 .seq_show = cpuset_common_seq_show,
1817                 .private = FILE_EFFECTIVE_CPULIST,
1818         },
1819
1820         {
1821                 .name = "effective_mems",
1822                 .seq_show = cpuset_common_seq_show,
1823                 .private = FILE_EFFECTIVE_MEMLIST,
1824         },
1825
1826         {
1827                 .name = "cpu_exclusive",
1828                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1829                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1830                 .private = FILE_CPU_EXCLUSIVE,
1831         },
1832
1833         {
1834                 .name = "mem_exclusive",
1835                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1836                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1837                 .private = FILE_MEM_EXCLUSIVE,
1838         },
1839
1840         {
1841                 .name = "mem_hardwall",
1842                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1843                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1844                 .private = FILE_MEM_HARDWALL,
1845         },
1846
1847         {
1848                 .name = "sched_load_balance",
1849                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1850                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1851                 .private = FILE_SCHED_LOAD_BALANCE,
1852         },
1853
1854         {
1855                 .name = "sched_relax_domain_level",
1856                 .read_s64 = cpuset_read_s64,
1857                 .write_s64 = cpuset_write_s64,
1858                 .private = FILE_SCHED_RELAX_DOMAIN_LEVEL,
1859         },
1860
1861         {
1862                 .name = "memory_migrate",
1863                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1864                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1865                 .private = FILE_MEMORY_MIGRATE,
1866         },
1867
1868         {
1869                 .name = "memory_pressure",
1870                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1871                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1872                 .private = FILE_MEMORY_PRESSURE,
1873                 .mode = S_IRUGO,
1874         },
1875
1876         {
1877                 .name = "memory_spread_page",
1878                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1879                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1880                 .private = FILE_SPREAD_PAGE,
1881         },
1882
1883         {
1884                 .name = "memory_spread_slab",
1885                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1886                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1887                 .private = FILE_SPREAD_SLAB,
1888         },
1889
1890         {
1891                 .name = "memory_pressure_enabled",
1892                 .flags = CFTYPE_ONLY_ON_ROOT,
1893                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1894                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1895                 .private = FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED,
1896         },
1897
1898         { }     /* terminate */
1899 };
1900
1901 /*
1902  *      cpuset_css_alloc - allocate a cpuset css
1903  *      cgrp:   control group that the new cpuset will be part of
1904  */
1905
1906 static struct cgroup_subsys_state *
1907 cpuset_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
1908 {
1909         struct cpuset *cs;
1910
1911         if (!parent_css)
1912                 return &top_cpuset.css;
1913
1914         cs = kzalloc(sizeof(*cs), GFP_KERNEL);
1915         if (!cs)
1916                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1917         if (!alloc_cpumask_var(&cs->cpus_allowed, GFP_KERNEL))
1918                 goto free_cs;
1919         if (!alloc_cpumask_var(&cs->effective_cpus, GFP_KERNEL))
1920                 goto free_cpus;
1921
1922         set_bit(CS_SCHED_LOAD_BALANCE, &cs->flags);
1923         cpumask_clear(cs->cpus_allowed);
1924         nodes_clear(cs->mems_allowed);
1925         cpumask_clear(cs->effective_cpus);
1926         nodes_clear(cs->effective_mems);
1927         fmeter_init(&cs->fmeter);
1928         cs->relax_domain_level = -1;
1929
1930         return &cs->css;
1931
1932 free_cpus:
1933         free_cpumask_var(cs->cpus_allowed);
1934 free_cs:
1935         kfree(cs);
1936         return ERR_PTR(-ENOMEM);
1937 }
1938
1939 static int cpuset_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
1940 {
1941         struct cpuset *cs = css_cs(css);
1942         struct cpuset *parent = parent_cs(cs);
1943         struct cpuset *tmp_cs;
1944         struct cgroup_subsys_state *pos_css;
1945
1946         if (!parent)
1947                 return 0;
1948
1949         mutex_lock(&cpuset_mutex);
1950
1951         set_bit(CS_ONLINE, &cs->flags);
1952         if (is_spread_page(parent))
1953                 set_bit(CS_SPREAD_PAGE, &cs->flags);
1954         if (is_spread_slab(parent))
1955                 set_bit(CS_SPREAD_SLAB, &cs->flags);
1956
1957         cpuset_inc();
1958
1959         mutex_lock(&callback_mutex);
1960         if (cgroup_on_dfl(cs->css.cgroup)) {
1961                 cpumask_copy(cs->effective_cpus, parent->effective_cpus);
1962                 cs->effective_mems = parent->effective_mems;
1963         }
1964         mutex_unlock(&callback_mutex);
1965
1966         if (!test_bit(CGRP_CPUSET_CLONE_CHILDREN, &css->cgroup->flags))
1967                 goto out_unlock;
1968
1969         /*
1970          * Clone @parent's configuration if CGRP_CPUSET_CLONE_CHILDREN is
1971          * set.  This flag handling is implemented in cgroup core for
1972          * histrical reasons - the flag may be specified during mount.
1973          *
1974          * Currently, if any sibling cpusets have exclusive cpus or mem, we
1975          * refuse to clone the configuration - thereby refusing the task to
1976          * be entered, and as a result refusing the sys_unshare() or
1977          * clone() which initiated it.  If this becomes a problem for some
1978          * users who wish to allow that scenario, then this could be
1979          * changed to grant parent->cpus_allowed-sibling_cpus_exclusive
1980          * (and likewise for mems) to the new cgroup.
1981          */
1982         rcu_read_lock();
1983         cpuset_for_each_child(tmp_cs, pos_css, parent) {
1984                 if (is_mem_exclusive(tmp_cs) || is_cpu_exclusive(tmp_cs)) {
1985                         rcu_read_unlock();
1986                         goto out_unlock;
1987                 }
1988         }
1989         rcu_read_unlock();
1990
1991         mutex_lock(&callback_mutex);
1992         cs->mems_allowed = parent->mems_allowed;
1993         cpumask_copy(cs->cpus_allowed, parent->cpus_allowed);
1994         mutex_unlock(&callback_mutex);
1995 out_unlock:
1996         mutex_unlock(&cpuset_mutex);
1997         return 0;
1998 }
1999
2000 /*
2001  * If the cpuset being removed has its flag 'sched_load_balance'
2002  * enabled, then simulate turning sched_load_balance off, which
2003  * will call rebuild_sched_domains_locked().
2004  */
2005
2006 static void cpuset_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
2007 {
2008         struct cpuset *cs = css_cs(css);
2009
2010         mutex_lock(&cpuset_mutex);
2011
2012         if (is_sched_load_balance(cs))
2013                 update_flag(CS_SCHED_LOAD_BALANCE, cs, 0);
2014
2015         cpuset_dec();
2016         clear_bit(CS_ONLINE, &cs->flags);
2017
2018         mutex_unlock(&cpuset_mutex);
2019 }
2020
2021 static void cpuset_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
2022 {
2023         struct cpuset *cs = css_cs(css);
2024
2025         free_cpumask_var(cs->effective_cpus);
2026         free_cpumask_var(cs->cpus_allowed);
2027         kfree(cs);
2028 }
2029
2030 static void cpuset_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
2031 {
2032         mutex_lock(&cpuset_mutex);
2033         mutex_lock(&callback_mutex);
2034
2035         if (cgroup_on_dfl(root_css->cgroup)) {
2036                 cpumask_copy(top_cpuset.cpus_allowed, cpu_possible_mask);
2037                 top_cpuset.mems_allowed = node_possible_map;
2038         } else {
2039                 cpumask_copy(top_cpuset.cpus_allowed,
2040                              top_cpuset.effective_cpus);
2041                 top_cpuset.mems_allowed = top_cpuset.effective_mems;
2042         }
2043
2044         mutex_unlock(&callback_mutex);
2045         mutex_unlock(&cpuset_mutex);
2046 }
2047
2048 struct cgroup_subsys cpuset_cgrp_subsys = {
2049         .css_alloc      = cpuset_css_alloc,
2050         .css_online     = cpuset_css_online,
2051         .css_offline    = cpuset_css_offline,
2052         .css_free       = cpuset_css_free,
2053         .can_attach     = cpuset_can_attach,
2054         .cancel_attach  = cpuset_cancel_attach,
2055         .attach         = cpuset_attach,
2056         .bind           = cpuset_bind,
2057         .legacy_cftypes = files,
2058         .early_init     = 1,
2059 };
2060
2061 /**
2062  * cpuset_init - initialize cpusets at system boot
2063  *
2064  * Description: Initialize top_cpuset and the cpuset internal file system,
2065  **/
2066
2067 int __init cpuset_init(void)
2068 {
2069         int err = 0;
2070
2071         if (!alloc_cpumask_var(&top_cpuset.cpus_allowed, GFP_KERNEL))
2072                 BUG();
2073         if (!alloc_cpumask_var(&top_cpuset.effective_cpus, GFP_KERNEL))
2074                 BUG();
2075
2076         cpumask_setall(top_cpuset.cpus_allowed);
2077         nodes_setall(top_cpuset.mems_allowed);
2078         cpumask_setall(top_cpuset.effective_cpus);
2079         nodes_setall(top_cpuset.effective_mems);
2080
2081         fmeter_init(&top_cpuset.fmeter);
2082         set_bit(CS_SCHED_LOAD_BALANCE, &top_cpuset.flags);
2083         top_cpuset.relax_domain_level = -1;
2084
2085         err = register_filesystem(&cpuset_fs_type);
2086         if (err < 0)
2087                 return err;
2088
2089         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_attach, GFP_KERNEL))
2090                 BUG();
2091
2092         return 0;
2093 }
2094
2095 /*
2096  * If CPU and/or memory hotplug handlers, below, unplug any CPUs
2097  * or memory nodes, we need to walk over the cpuset hierarchy,
2098  * removing that CPU or node from all cpusets.  If this removes the
2099  * last CPU or node from a cpuset, then move the tasks in the empty
2100  * cpuset to its next-highest non-empty parent.
2101  */
2102 static void remove_tasks_in_empty_cpuset(struct cpuset *cs)
2103 {
2104         struct cpuset *parent;
2105
2106         /*
2107          * Find its next-highest non-empty parent, (top cpuset
2108          * has online cpus, so can't be empty).
2109          */
2110         parent = parent_cs(cs);
2111         while (cpumask_empty(parent->cpus_allowed) ||
2112                         nodes_empty(parent->mems_allowed))
2113                 parent = parent_cs(parent);
2114
2115         if (cgroup_transfer_tasks(parent->css.cgroup, cs->css.cgroup)) {
2116                 pr_err("cpuset: failed to transfer tasks out of empty cpuset ");
2117                 pr_cont_cgroup_name(cs->css.cgroup);
2118                 pr_cont("\n");
2119         }
2120 }
2121
2122 static void
2123 hotplug_update_tasks_legacy(struct cpuset *cs,
2124                             struct cpumask *new_cpus, nodemask_t *new_mems,
2125                             bool cpus_updated, bool mems_updated)
2126 {
2127         bool is_empty;
2128
2129         mutex_lock(&callback_mutex);
2130         cpumask_copy(cs->cpus_allowed, new_cpus);
2131         cpumask_copy(cs->effective_cpus, new_cpus);
2132         cs->mems_allowed = *new_mems;
2133         cs->effective_mems = *new_mems;
2134         mutex_unlock(&callback_mutex);
2135
2136         /*
2137          * Don't call update_tasks_cpumask() if the cpuset becomes empty,
2138          * as the tasks will be migratecd to an ancestor.
2139          */
2140         if (cpus_updated && !cpumask_empty(cs->cpus_allowed))
2141                 update_tasks_cpumask(cs);
2142         if (mems_updated && !nodes_empty(cs->mems_allowed))
2143                 update_tasks_nodemask(cs);
2144
2145         is_empty = cpumask_empty(cs->cpus_allowed) ||
2146                    nodes_empty(cs->mems_allowed);
2147
2148         mutex_unlock(&cpuset_mutex);
2149
2150         /*
2151          * Move tasks to the nearest ancestor with execution resources,
2152          * This is full cgroup operation which will also call back into
2153          * cpuset. Should be done outside any lock.
2154          */
2155         if (is_empty)
2156                 remove_tasks_in_empty_cpuset(cs);
2157
2158         mutex_lock(&cpuset_mutex);
2159 }
2160
2161 static void
2162 hotplug_update_tasks(struct cpuset *cs,
2163                      struct cpumask *new_cpus, nodemask_t *new_mems,
2164                      bool cpus_updated, bool mems_updated)
2165 {
2166         if (cpumask_empty(new_cpus))
2167                 cpumask_copy(new_cpus, parent_cs(cs)->effective_cpus);
2168         if (nodes_empty(*new_mems))
2169                 *new_mems = parent_cs(cs)->effective_mems;
2170
2171         mutex_lock(&callback_mutex);
2172         cpumask_copy(cs->effective_cpus, new_cpus);
2173         cs->effective_mems = *new_mems;
2174         mutex_unlock(&callback_mutex);
2175
2176         if (cpus_updated)
2177                 update_tasks_cpumask(cs);
2178         if (mems_updated)
2179                 update_tasks_nodemask(cs);
2180 }
2181
2182 /**
2183  * cpuset_hotplug_update_tasks - update tasks in a cpuset for hotunplug
2184  * @cs: cpuset in interest
2185  *
2186  * Compare @cs's cpu and mem masks against top_cpuset and if some have gone
2187  * offline, update @cs accordingly.  If @cs ends up with no CPU or memory,
2188  * all its tasks are moved to the nearest ancestor with both resources.
2189  */
2190 static void cpuset_hotplug_update_tasks(struct cpuset *cs)
2191 {
2192         static cpumask_t new_cpus;
2193         static nodemask_t new_mems;
2194         bool cpus_updated;
2195         bool mems_updated;
2196 retry:
2197         wait_event(cpuset_attach_wq, cs->attach_in_progress == 0);
2198
2199         mutex_lock(&cpuset_mutex);
2200
2201         /*
2202          * We have raced with task attaching. We wait until attaching
2203          * is finished, so we won't attach a task to an empty cpuset.
2204          */
2205         if (cs->attach_in_progress) {
2206                 mutex_unlock(&cpuset_mutex);
2207                 goto retry;
2208         }
2209
2210         cpumask_and(&new_cpus, cs->cpus_allowed, parent_cs(cs)->effective_cpus);
2211         nodes_and(new_mems, cs->mems_allowed, parent_cs(cs)->effective_mems);
2212
2213         cpus_updated = !cpumask_equal(&new_cpus, cs->effective_cpus);
2214         mems_updated = !nodes_equal(new_mems, cs->effective_mems);
2215
2216         if (cgroup_on_dfl(cs->css.cgroup))
2217                 hotplug_update_tasks(cs, &new_cpus, &new_mems,
2218                                      cpus_updated, mems_updated);
2219         else
2220                 hotplug_update_tasks_legacy(cs, &new_cpus, &new_mems,
2221                                             cpus_updated, mems_updated);
2222
2223         mutex_unlock(&cpuset_mutex);
2224 }
2225
2226 /**
2227  * cpuset_hotplug_workfn - handle CPU/memory hotunplug for a cpuset
2228  *
2229  * This function is called after either CPU or memory configuration has
2230  * changed and updates cpuset accordingly.  The top_cpuset is always
2231  * synchronized to cpu_active_mask and N_MEMORY, which is necessary in
2232  * order to make cpusets transparent (of no affect) on systems that are
2233  * actively using CPU hotplug but making no active use of cpusets.
2234  *
2235  * Non-root cpusets are only affected by offlining.  If any CPUs or memory
2236  * nodes have been taken down, cpuset_hotplug_update_tasks() is invoked on
2237  * all descendants.
2238  *
2239  * Note that CPU offlining during suspend is ignored.  We don't modify
2240  * cpusets across suspend/resume cycles at all.
2241  */
2242 static void cpuset_hotplug_workfn(struct work_struct *work)
2243 {
2244         static cpumask_t new_cpus;
2245         static nodemask_t new_mems;
2246         bool cpus_updated, mems_updated;
2247         bool on_dfl = cgroup_on_dfl(top_cpuset.css.cgroup);
2248
2249         mutex_lock(&cpuset_mutex);
2250
2251         /* fetch the available cpus/mems and find out which changed how */
2252         cpumask_copy(&new_cpus, cpu_active_mask);
2253         new_mems = node_states[N_MEMORY];
2254
2255         cpus_updated = !cpumask_equal(top_cpuset.effective_cpus, &new_cpus);
2256         mems_updated = !nodes_equal(top_cpuset.effective_mems, new_mems);
2257
2258         /* synchronize cpus_allowed to cpu_active_mask */
2259         if (cpus_updated) {
2260                 mutex_lock(&callback_mutex);
2261                 if (!on_dfl)
2262                         cpumask_copy(top_cpuset.cpus_allowed, &new_cpus);
2263                 cpumask_copy(top_cpuset.effective_cpus, &new_cpus);
2264                 mutex_unlock(&callback_mutex);
2265                 /* we don't mess with cpumasks of tasks in top_cpuset */
2266         }
2267
2268         /* synchronize mems_allowed to N_MEMORY */
2269         if (mems_updated) {
2270                 mutex_lock(&callback_mutex);
2271                 if (!on_dfl)
2272                         top_cpuset.mems_allowed = new_mems;
2273                 top_cpuset.effective_mems = new_mems;
2274                 mutex_unlock(&callback_mutex);
2275                 update_tasks_nodemask(&top_cpuset);
2276         }
2277
2278         mutex_unlock(&cpuset_mutex);
2279
2280         /* if cpus or mems changed, we need to propagate to descendants */
2281         if (cpus_updated || mems_updated) {
2282                 struct cpuset *cs;
2283                 struct cgroup_subsys_state *pos_css;
2284
2285                 rcu_read_lock();
2286                 cpuset_for_each_descendant_pre(cs, pos_css, &top_cpuset) {
2287                         if (cs == &top_cpuset || !css_tryget_online(&cs->css))
2288                                 continue;
2289                         rcu_read_unlock();
2290
2291                         cpuset_hotplug_update_tasks(cs);
2292
2293                         rcu_read_lock();
2294                         css_put(&cs->css);
2295                 }
2296                 rcu_read_unlock();
2297         }
2298
2299         /* rebuild sched domains if cpus_allowed has changed */
2300         if (cpus_updated)
2301                 rebuild_sched_domains();
2302 }
2303
2304 void cpuset_update_active_cpus(bool cpu_online)
2305 {
2306         /*
2307          * We're inside cpu hotplug critical region which usually nests
2308          * inside cgroup synchronization.  Bounce actual hotplug processing
2309          * to a work item to avoid reverse locking order.
2310          *
2311          * We still need to do partition_sched_domains() synchronously;
2312          * otherwise, the scheduler will get confused and put tasks to the
2313          * dead CPU.  Fall back to the default single domain.
2314          * cpuset_hotplug_workfn() will rebuild it as necessary.
2315          */
2316         partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
2317         schedule_work(&cpuset_hotplug_work);
2318 }
2319
2320 /*
2321  * Keep top_cpuset.mems_allowed tracking node_states[N_MEMORY].
2322  * Call this routine anytime after node_states[N_MEMORY] changes.
2323  * See cpuset_update_active_cpus() for CPU hotplug handling.
2324  */
2325 static int cpuset_track_online_nodes(struct notifier_block *self,
2326                                 unsigned long action, void *arg)
2327 {
2328         schedule_work(&cpuset_hotplug_work);
2329         return NOTIFY_OK;
2330 }
2331
2332 static struct notifier_block cpuset_track_online_nodes_nb = {
2333         .notifier_call = cpuset_track_online_nodes,
2334         .priority = 10,         /* ??! */
2335 };
2336
2337 /**
2338  * cpuset_init_smp - initialize cpus_allowed
2339  *
2340  * Description: Finish top cpuset after cpu, node maps are initialized
2341  */
2342 void __init cpuset_init_smp(void)
2343 {
2344         cpumask_copy(top_cpuset.cpus_allowed, cpu_active_mask);
2345         top_cpuset.mems_allowed = node_states[N_MEMORY];
2346         top_cpuset.old_mems_allowed = top_cpuset.mems_allowed;
2347
2348         cpumask_copy(top_cpuset.effective_cpus, cpu_active_mask);
2349         top_cpuset.effective_mems = node_states[N_MEMORY];
2350
2351         register_hotmemory_notifier(&cpuset_track_online_nodes_nb);
2352 }
2353
2354 /**
2355  * cpuset_cpus_allowed - return cpus_allowed mask from a tasks cpuset.
2356  * @tsk: pointer to task_struct from which to obtain cpuset->cpus_allowed.
2357  * @pmask: pointer to struct cpumask variable to receive cpus_allowed set.
2358  *
2359  * Description: Returns the cpumask_var_t cpus_allowed of the cpuset
2360  * attached to the specified @tsk.  Guaranteed to return some non-empty
2361  * subset of cpu_online_mask, even if this means going outside the
2362  * tasks cpuset.
2363  **/
2364
2365 void cpuset_cpus_allowed(struct task_struct *tsk, struct cpumask *pmask)
2366 {
2367         mutex_lock(&callback_mutex);
2368         rcu_read_lock();
2369         guarantee_online_cpus(task_cs(tsk), pmask);
2370         rcu_read_unlock();
2371         mutex_unlock(&callback_mutex);
2372 }
2373
2374 void cpuset_cpus_allowed_fallback(struct task_struct *tsk)
2375 {
2376         rcu_read_lock();
2377         do_set_cpus_allowed(tsk, task_cs(tsk)->effective_cpus);
2378         rcu_read_unlock();
2379
2380         /*
2381          * We own tsk->cpus_allowed, nobody can change it under us.
2382          *
2383          * But we used cs && cs->cpus_allowed lockless and thus can
2384          * race with cgroup_attach_task() or update_cpumask() and get
2385          * the wrong tsk->cpus_allowed. However, both cases imply the
2386          * subsequent cpuset_change_cpumask()->set_cpus_allowed_ptr()
2387          * which takes task_rq_lock().
2388          *
2389          * If we are called after it dropped the lock we must see all
2390          * changes in tsk_cs()->cpus_allowed. Otherwise we can temporary
2391          * set any mask even if it is not right from task_cs() pov,
2392          * the pending set_cpus_allowed_ptr() will fix things.
2393          *
2394          * select_fallback_rq() will fix things ups and set cpu_possible_mask
2395          * if required.
2396          */
2397 }
2398
2399 void cpuset_init_current_mems_allowed(void)
2400 {
2401         nodes_setall(current->mems_allowed);
2402 }
2403
2404 /**
2405  * cpuset_mems_allowed - return mems_allowed mask from a tasks cpuset.
2406  * @tsk: pointer to task_struct from which to obtain cpuset->mems_allowed.
2407  *
2408  * Description: Returns the nodemask_t mems_allowed of the cpuset
2409  * attached to the specified @tsk.  Guaranteed to return some non-empty
2410  * subset of node_states[N_MEMORY], even if this means going outside the
2411  * tasks cpuset.
2412  **/
2413
2414 nodemask_t cpuset_mems_allowed(struct task_struct *tsk)
2415 {
2416         nodemask_t mask;
2417
2418         mutex_lock(&callback_mutex);
2419         rcu_read_lock();
2420         guarantee_online_mems(task_cs(tsk), &mask);
2421         rcu_read_unlock();
2422         mutex_unlock(&callback_mutex);
2423
2424         return mask;
2425 }
2426
2427 /**
2428  * cpuset_nodemask_valid_mems_allowed - check nodemask vs. curremt mems_allowed
2429  * @nodemask: the nodemask to be checked
2430  *
2431  * Are any of the nodes in the nodemask allowed in current->mems_allowed?
2432  */
2433 int cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(nodemask_t *nodemask)
2434 {
2435         return nodes_intersects(*nodemask, current->mems_allowed);
2436 }
2437
2438 /*
2439  * nearest_hardwall_ancestor() - Returns the nearest mem_exclusive or
2440  * mem_hardwall ancestor to the specified cpuset.  Call holding
2441  * callback_mutex.  If no ancestor is mem_exclusive or mem_hardwall
2442  * (an unusual configuration), then returns the root cpuset.
2443  */
2444 static struct cpuset *nearest_hardwall_ancestor(struct cpuset *cs)
2445 {
2446         while (!(is_mem_exclusive(cs) || is_mem_hardwall(cs)) && parent_cs(cs))
2447                 cs = parent_cs(cs);
2448         return cs;
2449 }
2450
2451 /**
2452  * cpuset_node_allowed_softwall - Can we allocate on a memory node?
2453  * @node: is this an allowed node?
2454  * @gfp_mask: memory allocation flags
2455  *
2456  * If we're in interrupt, yes, we can always allocate.  If __GFP_THISNODE is
2457  * set, yes, we can always allocate.  If node is in our task's mems_allowed,
2458  * yes.  If it's not a __GFP_HARDWALL request and this node is in the nearest
2459  * hardwalled cpuset ancestor to this task's cpuset, yes.  If the task has been
2460  * OOM killed and has access to memory reserves as specified by the TIF_MEMDIE
2461  * flag, yes.
2462  * Otherwise, no.
2463  *
2464  * If __GFP_HARDWALL is set, cpuset_node_allowed_softwall() reduces to
2465  * cpuset_node_allowed_hardwall().  Otherwise, cpuset_node_allowed_softwall()
2466  * might sleep, and might allow a node from an enclosing cpuset.
2467  *
2468  * cpuset_node_allowed_hardwall() only handles the simpler case of hardwall
2469  * cpusets, and never sleeps.
2470  *
2471  * The __GFP_THISNODE placement logic is really handled elsewhere,
2472  * by forcibly using a zonelist starting at a specified node, and by
2473  * (in get_page_from_freelist()) refusing to consider the zones for
2474  * any node on the zonelist except the first.  By the time any such
2475  * calls get to this routine, we should just shut up and say 'yes'.
2476  *
2477  * GFP_USER allocations are marked with the __GFP_HARDWALL bit,
2478  * and do not allow allocations outside the current tasks cpuset
2479  * unless the task has been OOM killed as is marked TIF_MEMDIE.
2480  * GFP_KERNEL allocations are not so marked, so can escape to the
2481  * nearest enclosing hardwalled ancestor cpuset.
2482  *
2483  * Scanning up parent cpusets requires callback_mutex.  The
2484  * __alloc_pages() routine only calls here with __GFP_HARDWALL bit
2485  * _not_ set if it's a GFP_KERNEL allocation, and all nodes in the
2486  * current tasks mems_allowed came up empty on the first pass over
2487  * the zonelist.  So only GFP_KERNEL allocations, if all nodes in the
2488  * cpuset are short of memory, might require taking the callback_mutex
2489  * mutex.
2490  *
2491  * The first call here from mm/page_alloc:get_page_from_freelist()
2492  * has __GFP_HARDWALL set in gfp_mask, enforcing hardwall cpusets,
2493  * so no allocation on a node outside the cpuset is allowed (unless
2494  * in interrupt, of course).
2495  *
2496  * The second pass through get_page_from_freelist() doesn't even call
2497  * here for GFP_ATOMIC calls.  For those calls, the __alloc_pages()
2498  * variable 'wait' is not set, and the bit ALLOC_CPUSET is not set
2499  * in alloc_flags.  That logic and the checks below have the combined
2500  * affect that:
2501  *      in_interrupt - any node ok (current task context irrelevant)
2502  *      GFP_ATOMIC   - any node ok
2503  *      TIF_MEMDIE   - any node ok
2504  *      GFP_KERNEL   - any node in enclosing hardwalled cpuset ok
2505  *      GFP_USER     - only nodes in current tasks mems allowed ok.
2506  *
2507  * Rule:
2508  *    Don't call cpuset_node_allowed_softwall if you can't sleep, unless you
2509  *    pass in the __GFP_HARDWALL flag set in gfp_flag, which disables
2510  *    the code that might scan up ancestor cpusets and sleep.
2511  */
2512 int __cpuset_node_allowed_softwall(int node, gfp_t gfp_mask)
2513 {
2514         struct cpuset *cs;              /* current cpuset ancestors */
2515         int allowed;                    /* is allocation in zone z allowed? */
2516
2517         if (in_interrupt() || (gfp_mask & __GFP_THISNODE))
2518                 return 1;
2519         might_sleep_if(!(gfp_mask & __GFP_HARDWALL));
2520         if (node_isset(node, current->mems_allowed))
2521                 return 1;
2522         /*
2523          * Allow tasks that have access to memory reserves because they have
2524          * been OOM killed to get memory anywhere.
2525          */
2526         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
2527                 return 1;
2528         if (gfp_mask & __GFP_HARDWALL)  /* If hardwall request, stop here */
2529                 return 0;
2530
2531         if (current->flags & PF_EXITING) /* Let dying task have memory */
2532                 return 1;
2533
2534         /* Not hardwall and node outside mems_allowed: scan up cpusets */
2535         mutex_lock(&callback_mutex);
2536
2537         rcu_read_lock();
2538         cs = nearest_hardwall_ancestor(task_cs(current));
2539         allowed = node_isset(node, cs->mems_allowed);
2540         rcu_read_unlock();
2541
2542         mutex_unlock(&callback_mutex);
2543         return allowed;
2544 }
2545
2546 /*
2547  * cpuset_node_allowed_hardwall - Can we allocate on a memory node?
2548  * @node: is this an allowed node?
2549  * @gfp_mask: memory allocation flags
2550  *
2551  * If we're in interrupt, yes, we can always allocate.  If __GFP_THISNODE is
2552  * set, yes, we can always allocate.  If node is in our task's mems_allowed,
2553  * yes.  If the task has been OOM killed and has access to memory reserves as
2554  * specified by the TIF_MEMDIE flag, yes.
2555  * Otherwise, no.
2556  *
2557  * The __GFP_THISNODE placement logic is really handled elsewhere,
2558  * by forcibly using a zonelist starting at a specified node, and by
2559  * (in get_page_from_freelist()) refusing to consider the zones for
2560  * any node on the zonelist except the first.  By the time any such
2561  * calls get to this routine, we should just shut up and say 'yes'.
2562  *
2563  * Unlike the cpuset_node_allowed_softwall() variant, above,
2564  * this variant requires that the node be in the current task's
2565  * mems_allowed or that we're in interrupt.  It does not scan up the
2566  * cpuset hierarchy for the nearest enclosing mem_exclusive cpuset.
2567  * It never sleeps.
2568  */
2569 int __cpuset_node_allowed_hardwall(int node, gfp_t gfp_mask)
2570 {
2571         if (in_interrupt() || (gfp_mask & __GFP_THISNODE))
2572                 return 1;
2573         if (node_isset(node, current->mems_allowed))
2574                 return 1;
2575         /*
2576          * Allow tasks that have access to memory reserves because they have
2577          * been OOM killed to get memory anywhere.
2578          */
2579         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
2580                 return 1;
2581         return 0;
2582 }
2583
2584 /**
2585  * cpuset_mem_spread_node() - On which node to begin search for a file page
2586  * cpuset_slab_spread_node() - On which node to begin search for a slab page
2587  *
2588  * If a task is marked PF_SPREAD_PAGE or PF_SPREAD_SLAB (as for
2589  * tasks in a cpuset with is_spread_page or is_spread_slab set),
2590  * and if the memory allocation used cpuset_mem_spread_node()
2591  * to determine on which node to start looking, as it will for
2592  * certain page cache or slab cache pages such as used for file
2593  * system buffers and inode caches, then instead of starting on the
2594  * local node to look for a free page, rather spread the starting
2595  * node around the tasks mems_allowed nodes.
2596  *
2597  * We don't have to worry about the returned node being offline
2598  * because "it can't happen", and even if it did, it would be ok.
2599  *
2600  * The routines calling guarantee_online_mems() are careful to
2601  * only set nodes in task->mems_allowed that are online.  So it
2602  * should not be possible for the following code to return an
2603  * offline node.  But if it did, that would be ok, as this routine
2604  * is not returning the node where the allocation must be, only
2605  * the node where the search should start.  The zonelist passed to
2606  * __alloc_pages() will include all nodes.  If the slab allocator
2607  * is passed an offline node, it will fall back to the local node.
2608  * See kmem_cache_alloc_node().
2609  */
2610
2611 static int cpuset_spread_node(int *rotor)
2612 {
2613         int node;
2614
2615         node = next_node(*rotor, current->mems_allowed);
2616         if (node == MAX_NUMNODES)
2617                 node = first_node(current->mems_allowed);
2618         *rotor = node;
2619         return node;
2620 }
2621
2622 int cpuset_mem_spread_node(void)
2623 {
2624         if (current->cpuset_mem_spread_rotor == NUMA_NO_NODE)
2625                 current->cpuset_mem_spread_rotor =
2626                         node_random(&current->mems_allowed);
2627
2628         return cpuset_spread_node(&current->cpuset_mem_spread_rotor);
2629 }
2630
2631 int cpuset_slab_spread_node(void)
2632 {
2633         if (current->cpuset_slab_spread_rotor == NUMA_NO_NODE)
2634                 current->cpuset_slab_spread_rotor =
2635                         node_random(&current->mems_allowed);
2636
2637         return cpuset_spread_node(&current->cpuset_slab_spread_rotor);
2638 }
2639
2640 EXPORT_SYMBOL_GPL(cpuset_mem_spread_node);
2641
2642 /**
2643  * cpuset_mems_allowed_intersects - Does @tsk1's mems_allowed intersect @tsk2's?
2644  * @tsk1: pointer to task_struct of some task.
2645  * @tsk2: pointer to task_struct of some other task.
2646  *
2647  * Description: Return true if @tsk1's mems_allowed intersects the
2648  * mems_allowed of @tsk2.  Used by the OOM killer to determine if
2649  * one of the task's memory usage might impact the memory available
2650  * to the other.
2651  **/
2652
2653 int cpuset_mems_allowed_intersects(const struct task_struct *tsk1,
2654                                    const struct task_struct *tsk2)
2655 {
2656         return nodes_intersects(tsk1->mems_allowed, tsk2->mems_allowed);
2657 }
2658
2659 #define CPUSET_NODELIST_LEN     (256)
2660
2661 /**
2662  * cpuset_print_task_mems_allowed - prints task's cpuset and mems_allowed
2663  * @tsk: pointer to task_struct of some task.
2664  *
2665  * Description: Prints @task's name, cpuset name, and cached copy of its
2666  * mems_allowed to the kernel log.
2667  */
2668 void cpuset_print_task_mems_allowed(struct task_struct *tsk)
2669 {
2670          /* Statically allocated to prevent using excess stack. */
2671         static char cpuset_nodelist[CPUSET_NODELIST_LEN];
2672         static DEFINE_SPINLOCK(cpuset_buffer_lock);
2673         struct cgroup *cgrp;
2674
2675         spin_lock(&cpuset_buffer_lock);
2676         rcu_read_lock();
2677
2678         cgrp = task_cs(tsk)->css.cgroup;
2679         nodelist_scnprintf(cpuset_nodelist, CPUSET_NODELIST_LEN,
2680                            tsk->mems_allowed);
2681         pr_info("%s cpuset=", tsk->comm);
2682         pr_cont_cgroup_name(cgrp);
2683         pr_cont(" mems_allowed=%s\n", cpuset_nodelist);
2684
2685         rcu_read_unlock();
2686         spin_unlock(&cpuset_buffer_lock);
2687 }
2688
2689 /*
2690  * Collection of memory_pressure is suppressed unless
2691  * this flag is enabled by writing "1" to the special
2692  * cpuset file 'memory_pressure_enabled' in the root cpuset.
2693  */
2694
2695 int cpuset_memory_pressure_enabled __read_mostly;
2696
2697 /**
2698  * cpuset_memory_pressure_bump - keep stats of per-cpuset reclaims.
2699  *
2700  * Keep a running average of the rate of synchronous (direct)
2701  * page reclaim efforts initiated by tasks in each cpuset.
2702  *
2703  * This represents the rate at which some task in the cpuset
2704  * ran low on memory on all nodes it was allowed to use, and
2705  * had to enter the kernels page reclaim code in an effort to
2706  * create more free memory by tossing clean pages or swapping
2707  * or writing dirty pages.
2708  *
2709  * Display to user space in the per-cpuset read-only file
2710  * "memory_pressure".  Value displayed is an integer
2711  * representing the recent rate of entry into the synchronous
2712  * (direct) page reclaim by any task attached to the cpuset.
2713  **/
2714
2715 void __cpuset_memory_pressure_bump(void)
2716 {
2717         rcu_read_lock();
2718         fmeter_markevent(&task_cs(current)->fmeter);
2719         rcu_read_unlock();
2720 }
2721
2722 #ifdef CONFIG_PROC_PID_CPUSET
2723 /*
2724  * proc_cpuset_show()
2725  *  - Print tasks cpuset path into seq_file.
2726  *  - Used for /proc/<pid>/cpuset.
2727  *  - No need to task_lock(tsk) on this tsk->cpuset reference, as it
2728  *    doesn't really matter if tsk->cpuset changes after we read it,
2729  *    and we take cpuset_mutex, keeping cpuset_attach() from changing it
2730  *    anyway.
2731  */
2732 int proc_cpuset_show(struct seq_file *m, void *unused_v)
2733 {
2734         struct pid *pid;
2735         struct task_struct *tsk;
2736         char *buf, *p;
2737         struct cgroup_subsys_state *css;
2738         int retval;
2739
2740         retval = -ENOMEM;
2741         buf = kmalloc(PATH_MAX, GFP_KERNEL);
2742         if (!buf)
2743                 goto out;
2744
2745         retval = -ESRCH;
2746         pid = m->private;
2747         tsk = get_pid_task(pid, PIDTYPE_PID);
2748         if (!tsk)
2749                 goto out_free;
2750
2751         retval = -ENAMETOOLONG;
2752         rcu_read_lock();
2753         css = task_css(tsk, cpuset_cgrp_id);
2754         p = cgroup_path(css->cgroup, buf, PATH_MAX);
2755         rcu_read_unlock();
2756         if (!p)
2757                 goto out_put_task;
2758         seq_puts(m, p);
2759         seq_putc(m, '\n');
2760         retval = 0;
2761 out_put_task:
2762         put_task_struct(tsk);
2763 out_free:
2764         kfree(buf);
2765 out:
2766         return retval;
2767 }
2768 #endif /* CONFIG_PROC_PID_CPUSET */
2769
2770 /* Display task mems_allowed in /proc/<pid>/status file. */
2771 void cpuset_task_status_allowed(struct seq_file *m, struct task_struct *task)
2772 {
2773         seq_puts(m, "Mems_allowed:\t");
2774         seq_nodemask(m, &task->mems_allowed);
2775         seq_puts(m, "\n");
2776         seq_puts(m, "Mems_allowed_list:\t");
2777         seq_nodemask_list(m, &task->mems_allowed);
2778         seq_puts(m, "\n");
2779 }