[PATCH] cpuset: mark number_of_cpusets read_mostly
[firefly-linux-kernel-4.4.55.git] / kernel / cpuset.c
1 /*
2  *  kernel/cpuset.c
3  *
4  *  Processor and Memory placement constraints for sets of tasks.
5  *
6  *  Copyright (C) 2003 BULL SA.
7  *  Copyright (C) 2004 Silicon Graphics, Inc.
8  *
9  *  Portions derived from Patrick Mochel's sysfs code.
10  *  sysfs is Copyright (c) 2001-3 Patrick Mochel
11  *  Portions Copyright (c) 2004 Silicon Graphics, Inc.
12  *
13  *  2003-10-10 Written by Simon Derr <simon.derr@bull.net>
14  *  2003-10-22 Updates by Stephen Hemminger.
15  *  2004 May-July Rework by Paul Jackson <pj@sgi.com>
16  *
17  *  This file is subject to the terms and conditions of the GNU General Public
18  *  License.  See the file COPYING in the main directory of the Linux
19  *  distribution for more details.
20  */
21
22 #include <linux/config.h>
23 #include <linux/cpu.h>
24 #include <linux/cpumask.h>
25 #include <linux/cpuset.h>
26 #include <linux/err.h>
27 #include <linux/errno.h>
28 #include <linux/file.h>
29 #include <linux/fs.h>
30 #include <linux/init.h>
31 #include <linux/interrupt.h>
32 #include <linux/kernel.h>
33 #include <linux/kmod.h>
34 #include <linux/list.h>
35 #include <linux/mempolicy.h>
36 #include <linux/mm.h>
37 #include <linux/module.h>
38 #include <linux/mount.h>
39 #include <linux/namei.h>
40 #include <linux/pagemap.h>
41 #include <linux/proc_fs.h>
42 #include <linux/rcupdate.h>
43 #include <linux/sched.h>
44 #include <linux/seq_file.h>
45 #include <linux/slab.h>
46 #include <linux/smp_lock.h>
47 #include <linux/spinlock.h>
48 #include <linux/stat.h>
49 #include <linux/string.h>
50 #include <linux/time.h>
51 #include <linux/backing-dev.h>
52 #include <linux/sort.h>
53
54 #include <asm/uaccess.h>
55 #include <asm/atomic.h>
56 #include <asm/semaphore.h>
57
58 #define CPUSET_SUPER_MAGIC              0x27e0eb
59
60 /*
61  * Tracks how many cpusets are currently defined in system.
62  * When there is only one cpuset (the root cpuset) we can
63  * short circuit some hooks.
64  */
65 int number_of_cpusets __read_mostly;
66
67 /* See "Frequency meter" comments, below. */
68
69 struct fmeter {
70         int cnt;                /* unprocessed events count */
71         int val;                /* most recent output value */
72         time_t time;            /* clock (secs) when val computed */
73         spinlock_t lock;        /* guards read or write of above */
74 };
75
76 struct cpuset {
77         unsigned long flags;            /* "unsigned long" so bitops work */
78         cpumask_t cpus_allowed;         /* CPUs allowed to tasks in cpuset */
79         nodemask_t mems_allowed;        /* Memory Nodes allowed to tasks */
80
81         /*
82          * Count is atomic so can incr (fork) or decr (exit) without a lock.
83          */
84         atomic_t count;                 /* count tasks using this cpuset */
85
86         /*
87          * We link our 'sibling' struct into our parents 'children'.
88          * Our children link their 'sibling' into our 'children'.
89          */
90         struct list_head sibling;       /* my parents children */
91         struct list_head children;      /* my children */
92
93         struct cpuset *parent;          /* my parent */
94         struct dentry *dentry;          /* cpuset fs entry */
95
96         /*
97          * Copy of global cpuset_mems_generation as of the most
98          * recent time this cpuset changed its mems_allowed.
99          */
100         int mems_generation;
101
102         struct fmeter fmeter;           /* memory_pressure filter */
103 };
104
105 /* bits in struct cpuset flags field */
106 typedef enum {
107         CS_CPU_EXCLUSIVE,
108         CS_MEM_EXCLUSIVE,
109         CS_MEMORY_MIGRATE,
110         CS_REMOVED,
111         CS_NOTIFY_ON_RELEASE
112 } cpuset_flagbits_t;
113
114 /* convenient tests for these bits */
115 static inline int is_cpu_exclusive(const struct cpuset *cs)
116 {
117         return !!test_bit(CS_CPU_EXCLUSIVE, &cs->flags);
118 }
119
120 static inline int is_mem_exclusive(const struct cpuset *cs)
121 {
122         return !!test_bit(CS_MEM_EXCLUSIVE, &cs->flags);
123 }
124
125 static inline int is_removed(const struct cpuset *cs)
126 {
127         return !!test_bit(CS_REMOVED, &cs->flags);
128 }
129
130 static inline int notify_on_release(const struct cpuset *cs)
131 {
132         return !!test_bit(CS_NOTIFY_ON_RELEASE, &cs->flags);
133 }
134
135 static inline int is_memory_migrate(const struct cpuset *cs)
136 {
137         return !!test_bit(CS_MEMORY_MIGRATE, &cs->flags);
138 }
139
140 /*
141  * Increment this atomic integer everytime any cpuset changes its
142  * mems_allowed value.  Users of cpusets can track this generation
143  * number, and avoid having to lock and reload mems_allowed unless
144  * the cpuset they're using changes generation.
145  *
146  * A single, global generation is needed because attach_task() could
147  * reattach a task to a different cpuset, which must not have its
148  * generation numbers aliased with those of that tasks previous cpuset.
149  *
150  * Generations are needed for mems_allowed because one task cannot
151  * modify anothers memory placement.  So we must enable every task,
152  * on every visit to __alloc_pages(), to efficiently check whether
153  * its current->cpuset->mems_allowed has changed, requiring an update
154  * of its current->mems_allowed.
155  */
156 static atomic_t cpuset_mems_generation = ATOMIC_INIT(1);
157
158 static struct cpuset top_cpuset = {
159         .flags = ((1 << CS_CPU_EXCLUSIVE) | (1 << CS_MEM_EXCLUSIVE)),
160         .cpus_allowed = CPU_MASK_ALL,
161         .mems_allowed = NODE_MASK_ALL,
162         .count = ATOMIC_INIT(0),
163         .sibling = LIST_HEAD_INIT(top_cpuset.sibling),
164         .children = LIST_HEAD_INIT(top_cpuset.children),
165 };
166
167 static struct vfsmount *cpuset_mount;
168 static struct super_block *cpuset_sb;
169
170 /*
171  * We have two global cpuset semaphores below.  They can nest.
172  * It is ok to first take manage_sem, then nest callback_sem.  We also
173  * require taking task_lock() when dereferencing a tasks cpuset pointer.
174  * See "The task_lock() exception", at the end of this comment.
175  *
176  * A task must hold both semaphores to modify cpusets.  If a task
177  * holds manage_sem, then it blocks others wanting that semaphore,
178  * ensuring that it is the only task able to also acquire callback_sem
179  * and be able to modify cpusets.  It can perform various checks on
180  * the cpuset structure first, knowing nothing will change.  It can
181  * also allocate memory while just holding manage_sem.  While it is
182  * performing these checks, various callback routines can briefly
183  * acquire callback_sem to query cpusets.  Once it is ready to make
184  * the changes, it takes callback_sem, blocking everyone else.
185  *
186  * Calls to the kernel memory allocator can not be made while holding
187  * callback_sem, as that would risk double tripping on callback_sem
188  * from one of the callbacks into the cpuset code from within
189  * __alloc_pages().
190  *
191  * If a task is only holding callback_sem, then it has read-only
192  * access to cpusets.
193  *
194  * The task_struct fields mems_allowed and mems_generation may only
195  * be accessed in the context of that task, so require no locks.
196  *
197  * Any task can increment and decrement the count field without lock.
198  * So in general, code holding manage_sem or callback_sem can't rely
199  * on the count field not changing.  However, if the count goes to
200  * zero, then only attach_task(), which holds both semaphores, can
201  * increment it again.  Because a count of zero means that no tasks
202  * are currently attached, therefore there is no way a task attached
203  * to that cpuset can fork (the other way to increment the count).
204  * So code holding manage_sem or callback_sem can safely assume that
205  * if the count is zero, it will stay zero.  Similarly, if a task
206  * holds manage_sem or callback_sem on a cpuset with zero count, it
207  * knows that the cpuset won't be removed, as cpuset_rmdir() needs
208  * both of those semaphores.
209  *
210  * A possible optimization to improve parallelism would be to make
211  * callback_sem a R/W semaphore (rwsem), allowing the callback routines
212  * to proceed in parallel, with read access, until the holder of
213  * manage_sem needed to take this rwsem for exclusive write access
214  * and modify some cpusets.
215  *
216  * The cpuset_common_file_write handler for operations that modify
217  * the cpuset hierarchy holds manage_sem across the entire operation,
218  * single threading all such cpuset modifications across the system.
219  *
220  * The cpuset_common_file_read() handlers only hold callback_sem across
221  * small pieces of code, such as when reading out possibly multi-word
222  * cpumasks and nodemasks.
223  *
224  * The fork and exit callbacks cpuset_fork() and cpuset_exit(), don't
225  * (usually) take either semaphore.  These are the two most performance
226  * critical pieces of code here.  The exception occurs on cpuset_exit(),
227  * when a task in a notify_on_release cpuset exits.  Then manage_sem
228  * is taken, and if the cpuset count is zero, a usermode call made
229  * to /sbin/cpuset_release_agent with the name of the cpuset (path
230  * relative to the root of cpuset file system) as the argument.
231  *
232  * A cpuset can only be deleted if both its 'count' of using tasks
233  * is zero, and its list of 'children' cpusets is empty.  Since all
234  * tasks in the system use _some_ cpuset, and since there is always at
235  * least one task in the system (init, pid == 1), therefore, top_cpuset
236  * always has either children cpusets and/or using tasks.  So we don't
237  * need a special hack to ensure that top_cpuset cannot be deleted.
238  *
239  * The above "Tale of Two Semaphores" would be complete, but for:
240  *
241  *      The task_lock() exception
242  *
243  * The need for this exception arises from the action of attach_task(),
244  * which overwrites one tasks cpuset pointer with another.  It does
245  * so using both semaphores, however there are several performance
246  * critical places that need to reference task->cpuset without the
247  * expense of grabbing a system global semaphore.  Therefore except as
248  * noted below, when dereferencing or, as in attach_task(), modifying
249  * a tasks cpuset pointer we use task_lock(), which acts on a spinlock
250  * (task->alloc_lock) already in the task_struct routinely used for
251  * such matters.
252  *
253  * P.S.  One more locking exception.  RCU is used to guard the
254  * update of a tasks cpuset pointer by attach_task() and the
255  * access of task->cpuset->mems_generation via that pointer in
256  * the routine cpuset_update_task_memory_state().
257  */
258
259 static DECLARE_MUTEX(manage_sem);
260 static DECLARE_MUTEX(callback_sem);
261
262 /*
263  * A couple of forward declarations required, due to cyclic reference loop:
264  *  cpuset_mkdir -> cpuset_create -> cpuset_populate_dir -> cpuset_add_file
265  *  -> cpuset_create_file -> cpuset_dir_inode_operations -> cpuset_mkdir.
266  */
267
268 static int cpuset_mkdir(struct inode *dir, struct dentry *dentry, int mode);
269 static int cpuset_rmdir(struct inode *unused_dir, struct dentry *dentry);
270
271 static struct backing_dev_info cpuset_backing_dev_info = {
272         .ra_pages = 0,          /* No readahead */
273         .capabilities   = BDI_CAP_NO_ACCT_DIRTY | BDI_CAP_NO_WRITEBACK,
274 };
275
276 static struct inode *cpuset_new_inode(mode_t mode)
277 {
278         struct inode *inode = new_inode(cpuset_sb);
279
280         if (inode) {
281                 inode->i_mode = mode;
282                 inode->i_uid = current->fsuid;
283                 inode->i_gid = current->fsgid;
284                 inode->i_blksize = PAGE_CACHE_SIZE;
285                 inode->i_blocks = 0;
286                 inode->i_atime = inode->i_mtime = inode->i_ctime = CURRENT_TIME;
287                 inode->i_mapping->backing_dev_info = &cpuset_backing_dev_info;
288         }
289         return inode;
290 }
291
292 static void cpuset_diput(struct dentry *dentry, struct inode *inode)
293 {
294         /* is dentry a directory ? if so, kfree() associated cpuset */
295         if (S_ISDIR(inode->i_mode)) {
296                 struct cpuset *cs = dentry->d_fsdata;
297                 BUG_ON(!(is_removed(cs)));
298                 kfree(cs);
299         }
300         iput(inode);
301 }
302
303 static struct dentry_operations cpuset_dops = {
304         .d_iput = cpuset_diput,
305 };
306
307 static struct dentry *cpuset_get_dentry(struct dentry *parent, const char *name)
308 {
309         struct dentry *d = lookup_one_len(name, parent, strlen(name));
310         if (!IS_ERR(d))
311                 d->d_op = &cpuset_dops;
312         return d;
313 }
314
315 static void remove_dir(struct dentry *d)
316 {
317         struct dentry *parent = dget(d->d_parent);
318
319         d_delete(d);
320         simple_rmdir(parent->d_inode, d);
321         dput(parent);
322 }
323
324 /*
325  * NOTE : the dentry must have been dget()'ed
326  */
327 static void cpuset_d_remove_dir(struct dentry *dentry)
328 {
329         struct list_head *node;
330
331         spin_lock(&dcache_lock);
332         node = dentry->d_subdirs.next;
333         while (node != &dentry->d_subdirs) {
334                 struct dentry *d = list_entry(node, struct dentry, d_child);
335                 list_del_init(node);
336                 if (d->d_inode) {
337                         d = dget_locked(d);
338                         spin_unlock(&dcache_lock);
339                         d_delete(d);
340                         simple_unlink(dentry->d_inode, d);
341                         dput(d);
342                         spin_lock(&dcache_lock);
343                 }
344                 node = dentry->d_subdirs.next;
345         }
346         list_del_init(&dentry->d_child);
347         spin_unlock(&dcache_lock);
348         remove_dir(dentry);
349 }
350
351 static struct super_operations cpuset_ops = {
352         .statfs = simple_statfs,
353         .drop_inode = generic_delete_inode,
354 };
355
356 static int cpuset_fill_super(struct super_block *sb, void *unused_data,
357                                                         int unused_silent)
358 {
359         struct inode *inode;
360         struct dentry *root;
361
362         sb->s_blocksize = PAGE_CACHE_SIZE;
363         sb->s_blocksize_bits = PAGE_CACHE_SHIFT;
364         sb->s_magic = CPUSET_SUPER_MAGIC;
365         sb->s_op = &cpuset_ops;
366         cpuset_sb = sb;
367
368         inode = cpuset_new_inode(S_IFDIR | S_IRUGO | S_IXUGO | S_IWUSR);
369         if (inode) {
370                 inode->i_op = &simple_dir_inode_operations;
371                 inode->i_fop = &simple_dir_operations;
372                 /* directories start off with i_nlink == 2 (for "." entry) */
373                 inode->i_nlink++;
374         } else {
375                 return -ENOMEM;
376         }
377
378         root = d_alloc_root(inode);
379         if (!root) {
380                 iput(inode);
381                 return -ENOMEM;
382         }
383         sb->s_root = root;
384         return 0;
385 }
386
387 static struct super_block *cpuset_get_sb(struct file_system_type *fs_type,
388                                         int flags, const char *unused_dev_name,
389                                         void *data)
390 {
391         return get_sb_single(fs_type, flags, data, cpuset_fill_super);
392 }
393
394 static struct file_system_type cpuset_fs_type = {
395         .name = "cpuset",
396         .get_sb = cpuset_get_sb,
397         .kill_sb = kill_litter_super,
398 };
399
400 /* struct cftype:
401  *
402  * The files in the cpuset filesystem mostly have a very simple read/write
403  * handling, some common function will take care of it. Nevertheless some cases
404  * (read tasks) are special and therefore I define this structure for every
405  * kind of file.
406  *
407  *
408  * When reading/writing to a file:
409  *      - the cpuset to use in file->f_dentry->d_parent->d_fsdata
410  *      - the 'cftype' of the file is file->f_dentry->d_fsdata
411  */
412
413 struct cftype {
414         char *name;
415         int private;
416         int (*open) (struct inode *inode, struct file *file);
417         ssize_t (*read) (struct file *file, char __user *buf, size_t nbytes,
418                                                         loff_t *ppos);
419         int (*write) (struct file *file, const char __user *buf, size_t nbytes,
420                                                         loff_t *ppos);
421         int (*release) (struct inode *inode, struct file *file);
422 };
423
424 static inline struct cpuset *__d_cs(struct dentry *dentry)
425 {
426         return dentry->d_fsdata;
427 }
428
429 static inline struct cftype *__d_cft(struct dentry *dentry)
430 {
431         return dentry->d_fsdata;
432 }
433
434 /*
435  * Call with manage_sem held.  Writes path of cpuset into buf.
436  * Returns 0 on success, -errno on error.
437  */
438
439 static int cpuset_path(const struct cpuset *cs, char *buf, int buflen)
440 {
441         char *start;
442
443         start = buf + buflen;
444
445         *--start = '\0';
446         for (;;) {
447                 int len = cs->dentry->d_name.len;
448                 if ((start -= len) < buf)
449                         return -ENAMETOOLONG;
450                 memcpy(start, cs->dentry->d_name.name, len);
451                 cs = cs->parent;
452                 if (!cs)
453                         break;
454                 if (!cs->parent)
455                         continue;
456                 if (--start < buf)
457                         return -ENAMETOOLONG;
458                 *start = '/';
459         }
460         memmove(buf, start, buf + buflen - start);
461         return 0;
462 }
463
464 /*
465  * Notify userspace when a cpuset is released, by running
466  * /sbin/cpuset_release_agent with the name of the cpuset (path
467  * relative to the root of cpuset file system) as the argument.
468  *
469  * Most likely, this user command will try to rmdir this cpuset.
470  *
471  * This races with the possibility that some other task will be
472  * attached to this cpuset before it is removed, or that some other
473  * user task will 'mkdir' a child cpuset of this cpuset.  That's ok.
474  * The presumed 'rmdir' will fail quietly if this cpuset is no longer
475  * unused, and this cpuset will be reprieved from its death sentence,
476  * to continue to serve a useful existence.  Next time it's released,
477  * we will get notified again, if it still has 'notify_on_release' set.
478  *
479  * The final arg to call_usermodehelper() is 0, which means don't
480  * wait.  The separate /sbin/cpuset_release_agent task is forked by
481  * call_usermodehelper(), then control in this thread returns here,
482  * without waiting for the release agent task.  We don't bother to
483  * wait because the caller of this routine has no use for the exit
484  * status of the /sbin/cpuset_release_agent task, so no sense holding
485  * our caller up for that.
486  *
487  * When we had only one cpuset semaphore, we had to call this
488  * without holding it, to avoid deadlock when call_usermodehelper()
489  * allocated memory.  With two locks, we could now call this while
490  * holding manage_sem, but we still don't, so as to minimize
491  * the time manage_sem is held.
492  */
493
494 static void cpuset_release_agent(const char *pathbuf)
495 {
496         char *argv[3], *envp[3];
497         int i;
498
499         if (!pathbuf)
500                 return;
501
502         i = 0;
503         argv[i++] = "/sbin/cpuset_release_agent";
504         argv[i++] = (char *)pathbuf;
505         argv[i] = NULL;
506
507         i = 0;
508         /* minimal command environment */
509         envp[i++] = "HOME=/";
510         envp[i++] = "PATH=/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin";
511         envp[i] = NULL;
512
513         call_usermodehelper(argv[0], argv, envp, 0);
514         kfree(pathbuf);
515 }
516
517 /*
518  * Either cs->count of using tasks transitioned to zero, or the
519  * cs->children list of child cpusets just became empty.  If this
520  * cs is notify_on_release() and now both the user count is zero and
521  * the list of children is empty, prepare cpuset path in a kmalloc'd
522  * buffer, to be returned via ppathbuf, so that the caller can invoke
523  * cpuset_release_agent() with it later on, once manage_sem is dropped.
524  * Call here with manage_sem held.
525  *
526  * This check_for_release() routine is responsible for kmalloc'ing
527  * pathbuf.  The above cpuset_release_agent() is responsible for
528  * kfree'ing pathbuf.  The caller of these routines is responsible
529  * for providing a pathbuf pointer, initialized to NULL, then
530  * calling check_for_release() with manage_sem held and the address
531  * of the pathbuf pointer, then dropping manage_sem, then calling
532  * cpuset_release_agent() with pathbuf, as set by check_for_release().
533  */
534
535 static void check_for_release(struct cpuset *cs, char **ppathbuf)
536 {
537         if (notify_on_release(cs) && atomic_read(&cs->count) == 0 &&
538             list_empty(&cs->children)) {
539                 char *buf;
540
541                 buf = kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
542                 if (!buf)
543                         return;
544                 if (cpuset_path(cs, buf, PAGE_SIZE) < 0)
545                         kfree(buf);
546                 else
547                         *ppathbuf = buf;
548         }
549 }
550
551 /*
552  * Return in *pmask the portion of a cpusets's cpus_allowed that
553  * are online.  If none are online, walk up the cpuset hierarchy
554  * until we find one that does have some online cpus.  If we get
555  * all the way to the top and still haven't found any online cpus,
556  * return cpu_online_map.  Or if passed a NULL cs from an exit'ing
557  * task, return cpu_online_map.
558  *
559  * One way or another, we guarantee to return some non-empty subset
560  * of cpu_online_map.
561  *
562  * Call with callback_sem held.
563  */
564
565 static void guarantee_online_cpus(const struct cpuset *cs, cpumask_t *pmask)
566 {
567         while (cs && !cpus_intersects(cs->cpus_allowed, cpu_online_map))
568                 cs = cs->parent;
569         if (cs)
570                 cpus_and(*pmask, cs->cpus_allowed, cpu_online_map);
571         else
572                 *pmask = cpu_online_map;
573         BUG_ON(!cpus_intersects(*pmask, cpu_online_map));
574 }
575
576 /*
577  * Return in *pmask the portion of a cpusets's mems_allowed that
578  * are online.  If none are online, walk up the cpuset hierarchy
579  * until we find one that does have some online mems.  If we get
580  * all the way to the top and still haven't found any online mems,
581  * return node_online_map.
582  *
583  * One way or another, we guarantee to return some non-empty subset
584  * of node_online_map.
585  *
586  * Call with callback_sem held.
587  */
588
589 static void guarantee_online_mems(const struct cpuset *cs, nodemask_t *pmask)
590 {
591         while (cs && !nodes_intersects(cs->mems_allowed, node_online_map))
592                 cs = cs->parent;
593         if (cs)
594                 nodes_and(*pmask, cs->mems_allowed, node_online_map);
595         else
596                 *pmask = node_online_map;
597         BUG_ON(!nodes_intersects(*pmask, node_online_map));
598 }
599
600 /**
601  * cpuset_update_task_memory_state - update task memory placement
602  *
603  * If the current tasks cpusets mems_allowed changed behind our
604  * backs, update current->mems_allowed, mems_generation and task NUMA
605  * mempolicy to the new value.
606  *
607  * Task mempolicy is updated by rebinding it relative to the
608  * current->cpuset if a task has its memory placement changed.
609  * Do not call this routine if in_interrupt().
610  *
611  * Call without callback_sem or task_lock() held.  May be called
612  * with or without manage_sem held.  Doesn't need task_lock to guard
613  * against another task changing a non-NULL cpuset pointer to NULL,
614  * as that is only done by a task on itself, and if the current task
615  * is here, it is not simultaneously in the exit code NULL'ing its
616  * cpuset pointer.  This routine also might acquire callback_sem and
617  * current->mm->mmap_sem during call.
618  *
619  * Reading current->cpuset->mems_generation doesn't need task_lock
620  * to guard the current->cpuset derefence, because it is guarded
621  * from concurrent freeing of current->cpuset by attach_task(),
622  * using RCU.
623  *
624  * The rcu_dereference() is technically probably not needed,
625  * as I don't actually mind if I see a new cpuset pointer but
626  * an old value of mems_generation.  However this really only
627  * matters on alpha systems using cpusets heavily.  If I dropped
628  * that rcu_dereference(), it would save them a memory barrier.
629  * For all other arch's, rcu_dereference is a no-op anyway, and for
630  * alpha systems not using cpusets, another planned optimization,
631  * avoiding the rcu critical section for tasks in the root cpuset
632  * which is statically allocated, so can't vanish, will make this
633  * irrelevant.  Better to use RCU as intended, than to engage in
634  * some cute trick to save a memory barrier that is impossible to
635  * test, for alpha systems using cpusets heavily, which might not
636  * even exist.
637  *
638  * This routine is needed to update the per-task mems_allowed data,
639  * within the tasks context, when it is trying to allocate memory
640  * (in various mm/mempolicy.c routines) and notices that some other
641  * task has been modifying its cpuset.
642  */
643
644 void cpuset_update_task_memory_state()
645 {
646         int my_cpusets_mem_gen;
647         struct task_struct *tsk = current;
648         struct cpuset *cs;
649
650         rcu_read_lock();
651         cs = rcu_dereference(tsk->cpuset);
652         my_cpusets_mem_gen = cs->mems_generation;
653         rcu_read_unlock();
654
655         if (my_cpusets_mem_gen != tsk->cpuset_mems_generation) {
656                 down(&callback_sem);
657                 task_lock(tsk);
658                 cs = tsk->cpuset;       /* Maybe changed when task not locked */
659                 guarantee_online_mems(cs, &tsk->mems_allowed);
660                 tsk->cpuset_mems_generation = cs->mems_generation;
661                 task_unlock(tsk);
662                 up(&callback_sem);
663                 mpol_rebind_task(tsk, &tsk->mems_allowed);
664         }
665 }
666
667 /*
668  * is_cpuset_subset(p, q) - Is cpuset p a subset of cpuset q?
669  *
670  * One cpuset is a subset of another if all its allowed CPUs and
671  * Memory Nodes are a subset of the other, and its exclusive flags
672  * are only set if the other's are set.  Call holding manage_sem.
673  */
674
675 static int is_cpuset_subset(const struct cpuset *p, const struct cpuset *q)
676 {
677         return  cpus_subset(p->cpus_allowed, q->cpus_allowed) &&
678                 nodes_subset(p->mems_allowed, q->mems_allowed) &&
679                 is_cpu_exclusive(p) <= is_cpu_exclusive(q) &&
680                 is_mem_exclusive(p) <= is_mem_exclusive(q);
681 }
682
683 /*
684  * validate_change() - Used to validate that any proposed cpuset change
685  *                     follows the structural rules for cpusets.
686  *
687  * If we replaced the flag and mask values of the current cpuset
688  * (cur) with those values in the trial cpuset (trial), would
689  * our various subset and exclusive rules still be valid?  Presumes
690  * manage_sem held.
691  *
692  * 'cur' is the address of an actual, in-use cpuset.  Operations
693  * such as list traversal that depend on the actual address of the
694  * cpuset in the list must use cur below, not trial.
695  *
696  * 'trial' is the address of bulk structure copy of cur, with
697  * perhaps one or more of the fields cpus_allowed, mems_allowed,
698  * or flags changed to new, trial values.
699  *
700  * Return 0 if valid, -errno if not.
701  */
702
703 static int validate_change(const struct cpuset *cur, const struct cpuset *trial)
704 {
705         struct cpuset *c, *par;
706
707         /* Each of our child cpusets must be a subset of us */
708         list_for_each_entry(c, &cur->children, sibling) {
709                 if (!is_cpuset_subset(c, trial))
710                         return -EBUSY;
711         }
712
713         /* Remaining checks don't apply to root cpuset */
714         if ((par = cur->parent) == NULL)
715                 return 0;
716
717         /* We must be a subset of our parent cpuset */
718         if (!is_cpuset_subset(trial, par))
719                 return -EACCES;
720
721         /* If either I or some sibling (!= me) is exclusive, we can't overlap */
722         list_for_each_entry(c, &par->children, sibling) {
723                 if ((is_cpu_exclusive(trial) || is_cpu_exclusive(c)) &&
724                     c != cur &&
725                     cpus_intersects(trial->cpus_allowed, c->cpus_allowed))
726                         return -EINVAL;
727                 if ((is_mem_exclusive(trial) || is_mem_exclusive(c)) &&
728                     c != cur &&
729                     nodes_intersects(trial->mems_allowed, c->mems_allowed))
730                         return -EINVAL;
731         }
732
733         return 0;
734 }
735
736 /*
737  * For a given cpuset cur, partition the system as follows
738  * a. All cpus in the parent cpuset's cpus_allowed that are not part of any
739  *    exclusive child cpusets
740  * b. All cpus in the current cpuset's cpus_allowed that are not part of any
741  *    exclusive child cpusets
742  * Build these two partitions by calling partition_sched_domains
743  *
744  * Call with manage_sem held.  May nest a call to the
745  * lock_cpu_hotplug()/unlock_cpu_hotplug() pair.
746  */
747
748 static void update_cpu_domains(struct cpuset *cur)
749 {
750         struct cpuset *c, *par = cur->parent;
751         cpumask_t pspan, cspan;
752
753         if (par == NULL || cpus_empty(cur->cpus_allowed))
754                 return;
755
756         /*
757          * Get all cpus from parent's cpus_allowed not part of exclusive
758          * children
759          */
760         pspan = par->cpus_allowed;
761         list_for_each_entry(c, &par->children, sibling) {
762                 if (is_cpu_exclusive(c))
763                         cpus_andnot(pspan, pspan, c->cpus_allowed);
764         }
765         if (is_removed(cur) || !is_cpu_exclusive(cur)) {
766                 cpus_or(pspan, pspan, cur->cpus_allowed);
767                 if (cpus_equal(pspan, cur->cpus_allowed))
768                         return;
769                 cspan = CPU_MASK_NONE;
770         } else {
771                 if (cpus_empty(pspan))
772                         return;
773                 cspan = cur->cpus_allowed;
774                 /*
775                  * Get all cpus from current cpuset's cpus_allowed not part
776                  * of exclusive children
777                  */
778                 list_for_each_entry(c, &cur->children, sibling) {
779                         if (is_cpu_exclusive(c))
780                                 cpus_andnot(cspan, cspan, c->cpus_allowed);
781                 }
782         }
783
784         lock_cpu_hotplug();
785         partition_sched_domains(&pspan, &cspan);
786         unlock_cpu_hotplug();
787 }
788
789 /*
790  * Call with manage_sem held.  May take callback_sem during call.
791  */
792
793 static int update_cpumask(struct cpuset *cs, char *buf)
794 {
795         struct cpuset trialcs;
796         int retval, cpus_unchanged;
797
798         trialcs = *cs;
799         retval = cpulist_parse(buf, trialcs.cpus_allowed);
800         if (retval < 0)
801                 return retval;
802         cpus_and(trialcs.cpus_allowed, trialcs.cpus_allowed, cpu_online_map);
803         if (cpus_empty(trialcs.cpus_allowed))
804                 return -ENOSPC;
805         retval = validate_change(cs, &trialcs);
806         if (retval < 0)
807                 return retval;
808         cpus_unchanged = cpus_equal(cs->cpus_allowed, trialcs.cpus_allowed);
809         down(&callback_sem);
810         cs->cpus_allowed = trialcs.cpus_allowed;
811         up(&callback_sem);
812         if (is_cpu_exclusive(cs) && !cpus_unchanged)
813                 update_cpu_domains(cs);
814         return 0;
815 }
816
817 /*
818  * Handle user request to change the 'mems' memory placement
819  * of a cpuset.  Needs to validate the request, update the
820  * cpusets mems_allowed and mems_generation, and for each
821  * task in the cpuset, rebind any vma mempolicies and if
822  * the cpuset is marked 'memory_migrate', migrate the tasks
823  * pages to the new memory.
824  *
825  * Call with manage_sem held.  May take callback_sem during call.
826  * Will take tasklist_lock, scan tasklist for tasks in cpuset cs,
827  * lock each such tasks mm->mmap_sem, scan its vma's and rebind
828  * their mempolicies to the cpusets new mems_allowed.
829  */
830
831 static int update_nodemask(struct cpuset *cs, char *buf)
832 {
833         struct cpuset trialcs;
834         nodemask_t oldmem;
835         struct task_struct *g, *p;
836         struct mm_struct **mmarray;
837         int i, n, ntasks;
838         int migrate;
839         int fudge;
840         int retval;
841
842         trialcs = *cs;
843         retval = nodelist_parse(buf, trialcs.mems_allowed);
844         if (retval < 0)
845                 goto done;
846         nodes_and(trialcs.mems_allowed, trialcs.mems_allowed, node_online_map);
847         oldmem = cs->mems_allowed;
848         if (nodes_equal(oldmem, trialcs.mems_allowed)) {
849                 retval = 0;             /* Too easy - nothing to do */
850                 goto done;
851         }
852         if (nodes_empty(trialcs.mems_allowed)) {
853                 retval = -ENOSPC;
854                 goto done;
855         }
856         retval = validate_change(cs, &trialcs);
857         if (retval < 0)
858                 goto done;
859
860         down(&callback_sem);
861         cs->mems_allowed = trialcs.mems_allowed;
862         atomic_inc(&cpuset_mems_generation);
863         cs->mems_generation = atomic_read(&cpuset_mems_generation);
864         up(&callback_sem);
865
866         set_cpuset_being_rebound(cs);           /* causes mpol_copy() rebind */
867
868         fudge = 10;                             /* spare mmarray[] slots */
869         fudge += cpus_weight(cs->cpus_allowed); /* imagine one fork-bomb/cpu */
870         retval = -ENOMEM;
871
872         /*
873          * Allocate mmarray[] to hold mm reference for each task
874          * in cpuset cs.  Can't kmalloc GFP_KERNEL while holding
875          * tasklist_lock.  We could use GFP_ATOMIC, but with a
876          * few more lines of code, we can retry until we get a big
877          * enough mmarray[] w/o using GFP_ATOMIC.
878          */
879         while (1) {
880                 ntasks = atomic_read(&cs->count);       /* guess */
881                 ntasks += fudge;
882                 mmarray = kmalloc(ntasks * sizeof(*mmarray), GFP_KERNEL);
883                 if (!mmarray)
884                         goto done;
885                 write_lock_irq(&tasklist_lock);         /* block fork */
886                 if (atomic_read(&cs->count) <= ntasks)
887                         break;                          /* got enough */
888                 write_unlock_irq(&tasklist_lock);       /* try again */
889                 kfree(mmarray);
890         }
891
892         n = 0;
893
894         /* Load up mmarray[] with mm reference for each task in cpuset. */
895         do_each_thread(g, p) {
896                 struct mm_struct *mm;
897
898                 if (n >= ntasks) {
899                         printk(KERN_WARNING
900                                 "Cpuset mempolicy rebind incomplete.\n");
901                         continue;
902                 }
903                 if (p->cpuset != cs)
904                         continue;
905                 mm = get_task_mm(p);
906                 if (!mm)
907                         continue;
908                 mmarray[n++] = mm;
909         } while_each_thread(g, p);
910         write_unlock_irq(&tasklist_lock);
911
912         /*
913          * Now that we've dropped the tasklist spinlock, we can
914          * rebind the vma mempolicies of each mm in mmarray[] to their
915          * new cpuset, and release that mm.  The mpol_rebind_mm()
916          * call takes mmap_sem, which we couldn't take while holding
917          * tasklist_lock.  Forks can happen again now - the mpol_copy()
918          * cpuset_being_rebound check will catch such forks, and rebind
919          * their vma mempolicies too.  Because we still hold the global
920          * cpuset manage_sem, we know that no other rebind effort will
921          * be contending for the global variable cpuset_being_rebound.
922          * It's ok if we rebind the same mm twice; mpol_rebind_mm()
923          * is idempotent.  Also migrate pages in each mm to new nodes.
924          */
925         migrate = is_memory_migrate(cs);
926         for (i = 0; i < n; i++) {
927                 struct mm_struct *mm = mmarray[i];
928
929                 mpol_rebind_mm(mm, &cs->mems_allowed);
930                 if (migrate) {
931                         do_migrate_pages(mm, &oldmem, &cs->mems_allowed,
932                                                         MPOL_MF_MOVE_ALL);
933                 }
934                 mmput(mm);
935         }
936
937         /* We're done rebinding vma's to this cpusets new mems_allowed. */
938         kfree(mmarray);
939         set_cpuset_being_rebound(NULL);
940         retval = 0;
941 done:
942         return retval;
943 }
944
945 /*
946  * Call with manage_sem held.
947  */
948
949 static int update_memory_pressure_enabled(struct cpuset *cs, char *buf)
950 {
951         if (simple_strtoul(buf, NULL, 10) != 0)
952                 cpuset_memory_pressure_enabled = 1;
953         else
954                 cpuset_memory_pressure_enabled = 0;
955         return 0;
956 }
957
958 /*
959  * update_flag - read a 0 or a 1 in a file and update associated flag
960  * bit: the bit to update (CS_CPU_EXCLUSIVE, CS_MEM_EXCLUSIVE,
961  *                              CS_NOTIFY_ON_RELEASE, CS_MEMORY_MIGRATE)
962  * cs:  the cpuset to update
963  * buf: the buffer where we read the 0 or 1
964  *
965  * Call with manage_sem held.
966  */
967
968 static int update_flag(cpuset_flagbits_t bit, struct cpuset *cs, char *buf)
969 {
970         int turning_on;
971         struct cpuset trialcs;
972         int err, cpu_exclusive_changed;
973
974         turning_on = (simple_strtoul(buf, NULL, 10) != 0);
975
976         trialcs = *cs;
977         if (turning_on)
978                 set_bit(bit, &trialcs.flags);
979         else
980                 clear_bit(bit, &trialcs.flags);
981
982         err = validate_change(cs, &trialcs);
983         if (err < 0)
984                 return err;
985         cpu_exclusive_changed =
986                 (is_cpu_exclusive(cs) != is_cpu_exclusive(&trialcs));
987         down(&callback_sem);
988         if (turning_on)
989                 set_bit(bit, &cs->flags);
990         else
991                 clear_bit(bit, &cs->flags);
992         up(&callback_sem);
993
994         if (cpu_exclusive_changed)
995                 update_cpu_domains(cs);
996         return 0;
997 }
998
999 /*
1000  * Frequency meter - How fast is some event occuring?
1001  *
1002  * These routines manage a digitally filtered, constant time based,
1003  * event frequency meter.  There are four routines:
1004  *   fmeter_init() - initialize a frequency meter.
1005  *   fmeter_markevent() - called each time the event happens.
1006  *   fmeter_getrate() - returns the recent rate of such events.
1007  *   fmeter_update() - internal routine used to update fmeter.
1008  *
1009  * A common data structure is passed to each of these routines,
1010  * which is used to keep track of the state required to manage the
1011  * frequency meter and its digital filter.
1012  *
1013  * The filter works on the number of events marked per unit time.
1014  * The filter is single-pole low-pass recursive (IIR).  The time unit
1015  * is 1 second.  Arithmetic is done using 32-bit integers scaled to
1016  * simulate 3 decimal digits of precision (multiplied by 1000).
1017  *
1018  * With an FM_COEF of 933, and a time base of 1 second, the filter
1019  * has a half-life of 10 seconds, meaning that if the events quit
1020  * happening, then the rate returned from the fmeter_getrate()
1021  * will be cut in half each 10 seconds, until it converges to zero.
1022  *
1023  * It is not worth doing a real infinitely recursive filter.  If more
1024  * than FM_MAXTICKS ticks have elapsed since the last filter event,
1025  * just compute FM_MAXTICKS ticks worth, by which point the level
1026  * will be stable.
1027  *
1028  * Limit the count of unprocessed events to FM_MAXCNT, so as to avoid
1029  * arithmetic overflow in the fmeter_update() routine.
1030  *
1031  * Given the simple 32 bit integer arithmetic used, this meter works
1032  * best for reporting rates between one per millisecond (msec) and
1033  * one per 32 (approx) seconds.  At constant rates faster than one
1034  * per msec it maxes out at values just under 1,000,000.  At constant
1035  * rates between one per msec, and one per second it will stabilize
1036  * to a value N*1000, where N is the rate of events per second.
1037  * At constant rates between one per second and one per 32 seconds,
1038  * it will be choppy, moving up on the seconds that have an event,
1039  * and then decaying until the next event.  At rates slower than
1040  * about one in 32 seconds, it decays all the way back to zero between
1041  * each event.
1042  */
1043
1044 #define FM_COEF 933             /* coefficient for half-life of 10 secs */
1045 #define FM_MAXTICKS ((time_t)99) /* useless computing more ticks than this */
1046 #define FM_MAXCNT 1000000       /* limit cnt to avoid overflow */
1047 #define FM_SCALE 1000           /* faux fixed point scale */
1048
1049 /* Initialize a frequency meter */
1050 static void fmeter_init(struct fmeter *fmp)
1051 {
1052         fmp->cnt = 0;
1053         fmp->val = 0;
1054         fmp->time = 0;
1055         spin_lock_init(&fmp->lock);
1056 }
1057
1058 /* Internal meter update - process cnt events and update value */
1059 static void fmeter_update(struct fmeter *fmp)
1060 {
1061         time_t now = get_seconds();
1062         time_t ticks = now - fmp->time;
1063
1064         if (ticks == 0)
1065                 return;
1066
1067         ticks = min(FM_MAXTICKS, ticks);
1068         while (ticks-- > 0)
1069                 fmp->val = (FM_COEF * fmp->val) / FM_SCALE;
1070         fmp->time = now;
1071
1072         fmp->val += ((FM_SCALE - FM_COEF) * fmp->cnt) / FM_SCALE;
1073         fmp->cnt = 0;
1074 }
1075
1076 /* Process any previous ticks, then bump cnt by one (times scale). */
1077 static void fmeter_markevent(struct fmeter *fmp)
1078 {
1079         spin_lock(&fmp->lock);
1080         fmeter_update(fmp);
1081         fmp->cnt = min(FM_MAXCNT, fmp->cnt + FM_SCALE);
1082         spin_unlock(&fmp->lock);
1083 }
1084
1085 /* Process any previous ticks, then return current value. */
1086 static int fmeter_getrate(struct fmeter *fmp)
1087 {
1088         int val;
1089
1090         spin_lock(&fmp->lock);
1091         fmeter_update(fmp);
1092         val = fmp->val;
1093         spin_unlock(&fmp->lock);
1094         return val;
1095 }
1096
1097 /*
1098  * Attack task specified by pid in 'pidbuf' to cpuset 'cs', possibly
1099  * writing the path of the old cpuset in 'ppathbuf' if it needs to be
1100  * notified on release.
1101  *
1102  * Call holding manage_sem.  May take callback_sem and task_lock of
1103  * the task 'pid' during call.
1104  */
1105
1106 static int attach_task(struct cpuset *cs, char *pidbuf, char **ppathbuf)
1107 {
1108         pid_t pid;
1109         struct task_struct *tsk;
1110         struct cpuset *oldcs;
1111         cpumask_t cpus;
1112         nodemask_t from, to;
1113         struct mm_struct *mm;
1114
1115         if (sscanf(pidbuf, "%d", &pid) != 1)
1116                 return -EIO;
1117         if (cpus_empty(cs->cpus_allowed) || nodes_empty(cs->mems_allowed))
1118                 return -ENOSPC;
1119
1120         if (pid) {
1121                 read_lock(&tasklist_lock);
1122
1123                 tsk = find_task_by_pid(pid);
1124                 if (!tsk || tsk->flags & PF_EXITING) {
1125                         read_unlock(&tasklist_lock);
1126                         return -ESRCH;
1127                 }
1128
1129                 get_task_struct(tsk);
1130                 read_unlock(&tasklist_lock);
1131
1132                 if ((current->euid) && (current->euid != tsk->uid)
1133                     && (current->euid != tsk->suid)) {
1134                         put_task_struct(tsk);
1135                         return -EACCES;
1136                 }
1137         } else {
1138                 tsk = current;
1139                 get_task_struct(tsk);
1140         }
1141
1142         down(&callback_sem);
1143
1144         task_lock(tsk);
1145         oldcs = tsk->cpuset;
1146         if (!oldcs) {
1147                 task_unlock(tsk);
1148                 up(&callback_sem);
1149                 put_task_struct(tsk);
1150                 return -ESRCH;
1151         }
1152         atomic_inc(&cs->count);
1153         rcu_assign_pointer(tsk->cpuset, cs);
1154         task_unlock(tsk);
1155
1156         guarantee_online_cpus(cs, &cpus);
1157         set_cpus_allowed(tsk, cpus);
1158
1159         from = oldcs->mems_allowed;
1160         to = cs->mems_allowed;
1161
1162         up(&callback_sem);
1163
1164         mm = get_task_mm(tsk);
1165         if (mm) {
1166                 mpol_rebind_mm(mm, &to);
1167                 mmput(mm);
1168         }
1169
1170         if (is_memory_migrate(cs))
1171                 do_migrate_pages(tsk->mm, &from, &to, MPOL_MF_MOVE_ALL);
1172         put_task_struct(tsk);
1173         synchronize_rcu();
1174         if (atomic_dec_and_test(&oldcs->count))
1175                 check_for_release(oldcs, ppathbuf);
1176         return 0;
1177 }
1178
1179 /* The various types of files and directories in a cpuset file system */
1180
1181 typedef enum {
1182         FILE_ROOT,
1183         FILE_DIR,
1184         FILE_MEMORY_MIGRATE,
1185         FILE_CPULIST,
1186         FILE_MEMLIST,
1187         FILE_CPU_EXCLUSIVE,
1188         FILE_MEM_EXCLUSIVE,
1189         FILE_NOTIFY_ON_RELEASE,
1190         FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED,
1191         FILE_MEMORY_PRESSURE,
1192         FILE_TASKLIST,
1193 } cpuset_filetype_t;
1194
1195 static ssize_t cpuset_common_file_write(struct file *file, const char __user *userbuf,
1196                                         size_t nbytes, loff_t *unused_ppos)
1197 {
1198         struct cpuset *cs = __d_cs(file->f_dentry->d_parent);
1199         struct cftype *cft = __d_cft(file->f_dentry);
1200         cpuset_filetype_t type = cft->private;
1201         char *buffer;
1202         char *pathbuf = NULL;
1203         int retval = 0;
1204
1205         /* Crude upper limit on largest legitimate cpulist user might write. */
1206         if (nbytes > 100 + 6 * NR_CPUS)
1207                 return -E2BIG;
1208
1209         /* +1 for nul-terminator */
1210         if ((buffer = kmalloc(nbytes + 1, GFP_KERNEL)) == 0)
1211                 return -ENOMEM;
1212
1213         if (copy_from_user(buffer, userbuf, nbytes)) {
1214                 retval = -EFAULT;
1215                 goto out1;
1216         }
1217         buffer[nbytes] = 0;     /* nul-terminate */
1218
1219         down(&manage_sem);
1220
1221         if (is_removed(cs)) {
1222                 retval = -ENODEV;
1223                 goto out2;
1224         }
1225
1226         switch (type) {
1227         case FILE_CPULIST:
1228                 retval = update_cpumask(cs, buffer);
1229                 break;
1230         case FILE_MEMLIST:
1231                 retval = update_nodemask(cs, buffer);
1232                 break;
1233         case FILE_CPU_EXCLUSIVE:
1234                 retval = update_flag(CS_CPU_EXCLUSIVE, cs, buffer);
1235                 break;
1236         case FILE_MEM_EXCLUSIVE:
1237                 retval = update_flag(CS_MEM_EXCLUSIVE, cs, buffer);
1238                 break;
1239         case FILE_NOTIFY_ON_RELEASE:
1240                 retval = update_flag(CS_NOTIFY_ON_RELEASE, cs, buffer);
1241                 break;
1242         case FILE_MEMORY_MIGRATE:
1243                 retval = update_flag(CS_MEMORY_MIGRATE, cs, buffer);
1244                 break;
1245         case FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED:
1246                 retval = update_memory_pressure_enabled(cs, buffer);
1247                 break;
1248         case FILE_MEMORY_PRESSURE:
1249                 retval = -EACCES;
1250                 break;
1251         case FILE_TASKLIST:
1252                 retval = attach_task(cs, buffer, &pathbuf);
1253                 break;
1254         default:
1255                 retval = -EINVAL;
1256                 goto out2;
1257         }
1258
1259         if (retval == 0)
1260                 retval = nbytes;
1261 out2:
1262         up(&manage_sem);
1263         cpuset_release_agent(pathbuf);
1264 out1:
1265         kfree(buffer);
1266         return retval;
1267 }
1268
1269 static ssize_t cpuset_file_write(struct file *file, const char __user *buf,
1270                                                 size_t nbytes, loff_t *ppos)
1271 {
1272         ssize_t retval = 0;
1273         struct cftype *cft = __d_cft(file->f_dentry);
1274         if (!cft)
1275                 return -ENODEV;
1276
1277         /* special function ? */
1278         if (cft->write)
1279                 retval = cft->write(file, buf, nbytes, ppos);
1280         else
1281                 retval = cpuset_common_file_write(file, buf, nbytes, ppos);
1282
1283         return retval;
1284 }
1285
1286 /*
1287  * These ascii lists should be read in a single call, by using a user
1288  * buffer large enough to hold the entire map.  If read in smaller
1289  * chunks, there is no guarantee of atomicity.  Since the display format
1290  * used, list of ranges of sequential numbers, is variable length,
1291  * and since these maps can change value dynamically, one could read
1292  * gibberish by doing partial reads while a list was changing.
1293  * A single large read to a buffer that crosses a page boundary is
1294  * ok, because the result being copied to user land is not recomputed
1295  * across a page fault.
1296  */
1297
1298 static int cpuset_sprintf_cpulist(char *page, struct cpuset *cs)
1299 {
1300         cpumask_t mask;
1301
1302         down(&callback_sem);
1303         mask = cs->cpus_allowed;
1304         up(&callback_sem);
1305
1306         return cpulist_scnprintf(page, PAGE_SIZE, mask);
1307 }
1308
1309 static int cpuset_sprintf_memlist(char *page, struct cpuset *cs)
1310 {
1311         nodemask_t mask;
1312
1313         down(&callback_sem);
1314         mask = cs->mems_allowed;
1315         up(&callback_sem);
1316
1317         return nodelist_scnprintf(page, PAGE_SIZE, mask);
1318 }
1319
1320 static ssize_t cpuset_common_file_read(struct file *file, char __user *buf,
1321                                 size_t nbytes, loff_t *ppos)
1322 {
1323         struct cftype *cft = __d_cft(file->f_dentry);
1324         struct cpuset *cs = __d_cs(file->f_dentry->d_parent);
1325         cpuset_filetype_t type = cft->private;
1326         char *page;
1327         ssize_t retval = 0;
1328         char *s;
1329
1330         if (!(page = (char *)__get_free_page(GFP_KERNEL)))
1331                 return -ENOMEM;
1332
1333         s = page;
1334
1335         switch (type) {
1336         case FILE_CPULIST:
1337                 s += cpuset_sprintf_cpulist(s, cs);
1338                 break;
1339         case FILE_MEMLIST:
1340                 s += cpuset_sprintf_memlist(s, cs);
1341                 break;
1342         case FILE_CPU_EXCLUSIVE:
1343                 *s++ = is_cpu_exclusive(cs) ? '1' : '0';
1344                 break;
1345         case FILE_MEM_EXCLUSIVE:
1346                 *s++ = is_mem_exclusive(cs) ? '1' : '0';
1347                 break;
1348         case FILE_NOTIFY_ON_RELEASE:
1349                 *s++ = notify_on_release(cs) ? '1' : '0';
1350                 break;
1351         case FILE_MEMORY_MIGRATE:
1352                 *s++ = is_memory_migrate(cs) ? '1' : '0';
1353                 break;
1354         case FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED:
1355                 *s++ = cpuset_memory_pressure_enabled ? '1' : '0';
1356                 break;
1357         case FILE_MEMORY_PRESSURE:
1358                 s += sprintf(s, "%d", fmeter_getrate(&cs->fmeter));
1359                 break;
1360         default:
1361                 retval = -EINVAL;
1362                 goto out;
1363         }
1364         *s++ = '\n';
1365
1366         retval = simple_read_from_buffer(buf, nbytes, ppos, page, s - page);
1367 out:
1368         free_page((unsigned long)page);
1369         return retval;
1370 }
1371
1372 static ssize_t cpuset_file_read(struct file *file, char __user *buf, size_t nbytes,
1373                                                                 loff_t *ppos)
1374 {
1375         ssize_t retval = 0;
1376         struct cftype *cft = __d_cft(file->f_dentry);
1377         if (!cft)
1378                 return -ENODEV;
1379
1380         /* special function ? */
1381         if (cft->read)
1382                 retval = cft->read(file, buf, nbytes, ppos);
1383         else
1384                 retval = cpuset_common_file_read(file, buf, nbytes, ppos);
1385
1386         return retval;
1387 }
1388
1389 static int cpuset_file_open(struct inode *inode, struct file *file)
1390 {
1391         int err;
1392         struct cftype *cft;
1393
1394         err = generic_file_open(inode, file);
1395         if (err)
1396                 return err;
1397
1398         cft = __d_cft(file->f_dentry);
1399         if (!cft)
1400                 return -ENODEV;
1401         if (cft->open)
1402                 err = cft->open(inode, file);
1403         else
1404                 err = 0;
1405
1406         return err;
1407 }
1408
1409 static int cpuset_file_release(struct inode *inode, struct file *file)
1410 {
1411         struct cftype *cft = __d_cft(file->f_dentry);
1412         if (cft->release)
1413                 return cft->release(inode, file);
1414         return 0;
1415 }
1416
1417 /*
1418  * cpuset_rename - Only allow simple rename of directories in place.
1419  */
1420 static int cpuset_rename(struct inode *old_dir, struct dentry *old_dentry,
1421                   struct inode *new_dir, struct dentry *new_dentry)
1422 {
1423         if (!S_ISDIR(old_dentry->d_inode->i_mode))
1424                 return -ENOTDIR;
1425         if (new_dentry->d_inode)
1426                 return -EEXIST;
1427         if (old_dir != new_dir)
1428                 return -EIO;
1429         return simple_rename(old_dir, old_dentry, new_dir, new_dentry);
1430 }
1431
1432 static struct file_operations cpuset_file_operations = {
1433         .read = cpuset_file_read,
1434         .write = cpuset_file_write,
1435         .llseek = generic_file_llseek,
1436         .open = cpuset_file_open,
1437         .release = cpuset_file_release,
1438 };
1439
1440 static struct inode_operations cpuset_dir_inode_operations = {
1441         .lookup = simple_lookup,
1442         .mkdir = cpuset_mkdir,
1443         .rmdir = cpuset_rmdir,
1444         .rename = cpuset_rename,
1445 };
1446
1447 static int cpuset_create_file(struct dentry *dentry, int mode)
1448 {
1449         struct inode *inode;
1450
1451         if (!dentry)
1452                 return -ENOENT;
1453         if (dentry->d_inode)
1454                 return -EEXIST;
1455
1456         inode = cpuset_new_inode(mode);
1457         if (!inode)
1458                 return -ENOMEM;
1459
1460         if (S_ISDIR(mode)) {
1461                 inode->i_op = &cpuset_dir_inode_operations;
1462                 inode->i_fop = &simple_dir_operations;
1463
1464                 /* start off with i_nlink == 2 (for "." entry) */
1465                 inode->i_nlink++;
1466         } else if (S_ISREG(mode)) {
1467                 inode->i_size = 0;
1468                 inode->i_fop = &cpuset_file_operations;
1469         }
1470
1471         d_instantiate(dentry, inode);
1472         dget(dentry);   /* Extra count - pin the dentry in core */
1473         return 0;
1474 }
1475
1476 /*
1477  *      cpuset_create_dir - create a directory for an object.
1478  *      cs:     the cpuset we create the directory for.
1479  *              It must have a valid ->parent field
1480  *              And we are going to fill its ->dentry field.
1481  *      name:   The name to give to the cpuset directory. Will be copied.
1482  *      mode:   mode to set on new directory.
1483  */
1484
1485 static int cpuset_create_dir(struct cpuset *cs, const char *name, int mode)
1486 {
1487         struct dentry *dentry = NULL;
1488         struct dentry *parent;
1489         int error = 0;
1490
1491         parent = cs->parent->dentry;
1492         dentry = cpuset_get_dentry(parent, name);
1493         if (IS_ERR(dentry))
1494                 return PTR_ERR(dentry);
1495         error = cpuset_create_file(dentry, S_IFDIR | mode);
1496         if (!error) {
1497                 dentry->d_fsdata = cs;
1498                 parent->d_inode->i_nlink++;
1499                 cs->dentry = dentry;
1500         }
1501         dput(dentry);
1502
1503         return error;
1504 }
1505
1506 static int cpuset_add_file(struct dentry *dir, const struct cftype *cft)
1507 {
1508         struct dentry *dentry;
1509         int error;
1510
1511         down(&dir->d_inode->i_sem);
1512         dentry = cpuset_get_dentry(dir, cft->name);
1513         if (!IS_ERR(dentry)) {
1514                 error = cpuset_create_file(dentry, 0644 | S_IFREG);
1515                 if (!error)
1516                         dentry->d_fsdata = (void *)cft;
1517                 dput(dentry);
1518         } else
1519                 error = PTR_ERR(dentry);
1520         up(&dir->d_inode->i_sem);
1521         return error;
1522 }
1523
1524 /*
1525  * Stuff for reading the 'tasks' file.
1526  *
1527  * Reading this file can return large amounts of data if a cpuset has
1528  * *lots* of attached tasks. So it may need several calls to read(),
1529  * but we cannot guarantee that the information we produce is correct
1530  * unless we produce it entirely atomically.
1531  *
1532  * Upon tasks file open(), a struct ctr_struct is allocated, that
1533  * will have a pointer to an array (also allocated here).  The struct
1534  * ctr_struct * is stored in file->private_data.  Its resources will
1535  * be freed by release() when the file is closed.  The array is used
1536  * to sprintf the PIDs and then used by read().
1537  */
1538
1539 /* cpusets_tasks_read array */
1540
1541 struct ctr_struct {
1542         char *buf;
1543         int bufsz;
1544 };
1545
1546 /*
1547  * Load into 'pidarray' up to 'npids' of the tasks using cpuset 'cs'.
1548  * Return actual number of pids loaded.  No need to task_lock(p)
1549  * when reading out p->cpuset, as we don't really care if it changes
1550  * on the next cycle, and we are not going to try to dereference it.
1551  */
1552 static inline int pid_array_load(pid_t *pidarray, int npids, struct cpuset *cs)
1553 {
1554         int n = 0;
1555         struct task_struct *g, *p;
1556
1557         read_lock(&tasklist_lock);
1558
1559         do_each_thread(g, p) {
1560                 if (p->cpuset == cs) {
1561                         pidarray[n++] = p->pid;
1562                         if (unlikely(n == npids))
1563                                 goto array_full;
1564                 }
1565         } while_each_thread(g, p);
1566
1567 array_full:
1568         read_unlock(&tasklist_lock);
1569         return n;
1570 }
1571
1572 static int cmppid(const void *a, const void *b)
1573 {
1574         return *(pid_t *)a - *(pid_t *)b;
1575 }
1576
1577 /*
1578  * Convert array 'a' of 'npids' pid_t's to a string of newline separated
1579  * decimal pids in 'buf'.  Don't write more than 'sz' chars, but return
1580  * count 'cnt' of how many chars would be written if buf were large enough.
1581  */
1582 static int pid_array_to_buf(char *buf, int sz, pid_t *a, int npids)
1583 {
1584         int cnt = 0;
1585         int i;
1586
1587         for (i = 0; i < npids; i++)
1588                 cnt += snprintf(buf + cnt, max(sz - cnt, 0), "%d\n", a[i]);
1589         return cnt;
1590 }
1591
1592 /*
1593  * Handle an open on 'tasks' file.  Prepare a buffer listing the
1594  * process id's of tasks currently attached to the cpuset being opened.
1595  *
1596  * Does not require any specific cpuset semaphores, and does not take any.
1597  */
1598 static int cpuset_tasks_open(struct inode *unused, struct file *file)
1599 {
1600         struct cpuset *cs = __d_cs(file->f_dentry->d_parent);
1601         struct ctr_struct *ctr;
1602         pid_t *pidarray;
1603         int npids;
1604         char c;
1605
1606         if (!(file->f_mode & FMODE_READ))
1607                 return 0;
1608
1609         ctr = kmalloc(sizeof(*ctr), GFP_KERNEL);
1610         if (!ctr)
1611                 goto err0;
1612
1613         /*
1614          * If cpuset gets more users after we read count, we won't have
1615          * enough space - tough.  This race is indistinguishable to the
1616          * caller from the case that the additional cpuset users didn't
1617          * show up until sometime later on.
1618          */
1619         npids = atomic_read(&cs->count);
1620         pidarray = kmalloc(npids * sizeof(pid_t), GFP_KERNEL);
1621         if (!pidarray)
1622                 goto err1;
1623
1624         npids = pid_array_load(pidarray, npids, cs);
1625         sort(pidarray, npids, sizeof(pid_t), cmppid, NULL);
1626
1627         /* Call pid_array_to_buf() twice, first just to get bufsz */
1628         ctr->bufsz = pid_array_to_buf(&c, sizeof(c), pidarray, npids) + 1;
1629         ctr->buf = kmalloc(ctr->bufsz, GFP_KERNEL);
1630         if (!ctr->buf)
1631                 goto err2;
1632         ctr->bufsz = pid_array_to_buf(ctr->buf, ctr->bufsz, pidarray, npids);
1633
1634         kfree(pidarray);
1635         file->private_data = ctr;
1636         return 0;
1637
1638 err2:
1639         kfree(pidarray);
1640 err1:
1641         kfree(ctr);
1642 err0:
1643         return -ENOMEM;
1644 }
1645
1646 static ssize_t cpuset_tasks_read(struct file *file, char __user *buf,
1647                                                 size_t nbytes, loff_t *ppos)
1648 {
1649         struct ctr_struct *ctr = file->private_data;
1650
1651         if (*ppos + nbytes > ctr->bufsz)
1652                 nbytes = ctr->bufsz - *ppos;
1653         if (copy_to_user(buf, ctr->buf + *ppos, nbytes))
1654                 return -EFAULT;
1655         *ppos += nbytes;
1656         return nbytes;
1657 }
1658
1659 static int cpuset_tasks_release(struct inode *unused_inode, struct file *file)
1660 {
1661         struct ctr_struct *ctr;
1662
1663         if (file->f_mode & FMODE_READ) {
1664                 ctr = file->private_data;
1665                 kfree(ctr->buf);
1666                 kfree(ctr);
1667         }
1668         return 0;
1669 }
1670
1671 /*
1672  * for the common functions, 'private' gives the type of file
1673  */
1674
1675 static struct cftype cft_tasks = {
1676         .name = "tasks",
1677         .open = cpuset_tasks_open,
1678         .read = cpuset_tasks_read,
1679         .release = cpuset_tasks_release,
1680         .private = FILE_TASKLIST,
1681 };
1682
1683 static struct cftype cft_cpus = {
1684         .name = "cpus",
1685         .private = FILE_CPULIST,
1686 };
1687
1688 static struct cftype cft_mems = {
1689         .name = "mems",
1690         .private = FILE_MEMLIST,
1691 };
1692
1693 static struct cftype cft_cpu_exclusive = {
1694         .name = "cpu_exclusive",
1695         .private = FILE_CPU_EXCLUSIVE,
1696 };
1697
1698 static struct cftype cft_mem_exclusive = {
1699         .name = "mem_exclusive",
1700         .private = FILE_MEM_EXCLUSIVE,
1701 };
1702
1703 static struct cftype cft_notify_on_release = {
1704         .name = "notify_on_release",
1705         .private = FILE_NOTIFY_ON_RELEASE,
1706 };
1707
1708 static struct cftype cft_memory_migrate = {
1709         .name = "memory_migrate",
1710         .private = FILE_MEMORY_MIGRATE,
1711 };
1712
1713 static struct cftype cft_memory_pressure_enabled = {
1714         .name = "memory_pressure_enabled",
1715         .private = FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED,
1716 };
1717
1718 static struct cftype cft_memory_pressure = {
1719         .name = "memory_pressure",
1720         .private = FILE_MEMORY_PRESSURE,
1721 };
1722
1723 static int cpuset_populate_dir(struct dentry *cs_dentry)
1724 {
1725         int err;
1726
1727         if ((err = cpuset_add_file(cs_dentry, &cft_cpus)) < 0)
1728                 return err;
1729         if ((err = cpuset_add_file(cs_dentry, &cft_mems)) < 0)
1730                 return err;
1731         if ((err = cpuset_add_file(cs_dentry, &cft_cpu_exclusive)) < 0)
1732                 return err;
1733         if ((err = cpuset_add_file(cs_dentry, &cft_mem_exclusive)) < 0)
1734                 return err;
1735         if ((err = cpuset_add_file(cs_dentry, &cft_notify_on_release)) < 0)
1736                 return err;
1737         if ((err = cpuset_add_file(cs_dentry, &cft_memory_migrate)) < 0)
1738                 return err;
1739         if ((err = cpuset_add_file(cs_dentry, &cft_memory_pressure)) < 0)
1740                 return err;
1741         if ((err = cpuset_add_file(cs_dentry, &cft_tasks)) < 0)
1742                 return err;
1743         return 0;
1744 }
1745
1746 /*
1747  *      cpuset_create - create a cpuset
1748  *      parent: cpuset that will be parent of the new cpuset.
1749  *      name:           name of the new cpuset. Will be strcpy'ed.
1750  *      mode:           mode to set on new inode
1751  *
1752  *      Must be called with the semaphore on the parent inode held
1753  */
1754
1755 static long cpuset_create(struct cpuset *parent, const char *name, int mode)
1756 {
1757         struct cpuset *cs;
1758         int err;
1759
1760         cs = kmalloc(sizeof(*cs), GFP_KERNEL);
1761         if (!cs)
1762                 return -ENOMEM;
1763
1764         down(&manage_sem);
1765         cpuset_update_task_memory_state();
1766         cs->flags = 0;
1767         if (notify_on_release(parent))
1768                 set_bit(CS_NOTIFY_ON_RELEASE, &cs->flags);
1769         cs->cpus_allowed = CPU_MASK_NONE;
1770         cs->mems_allowed = NODE_MASK_NONE;
1771         atomic_set(&cs->count, 0);
1772         INIT_LIST_HEAD(&cs->sibling);
1773         INIT_LIST_HEAD(&cs->children);
1774         atomic_inc(&cpuset_mems_generation);
1775         cs->mems_generation = atomic_read(&cpuset_mems_generation);
1776         fmeter_init(&cs->fmeter);
1777
1778         cs->parent = parent;
1779
1780         down(&callback_sem);
1781         list_add(&cs->sibling, &cs->parent->children);
1782         number_of_cpusets++;
1783         up(&callback_sem);
1784
1785         err = cpuset_create_dir(cs, name, mode);
1786         if (err < 0)
1787                 goto err;
1788
1789         /*
1790          * Release manage_sem before cpuset_populate_dir() because it
1791          * will down() this new directory's i_sem and if we race with
1792          * another mkdir, we might deadlock.
1793          */
1794         up(&manage_sem);
1795
1796         err = cpuset_populate_dir(cs->dentry);
1797         /* If err < 0, we have a half-filled directory - oh well ;) */
1798         return 0;
1799 err:
1800         list_del(&cs->sibling);
1801         up(&manage_sem);
1802         kfree(cs);
1803         return err;
1804 }
1805
1806 static int cpuset_mkdir(struct inode *dir, struct dentry *dentry, int mode)
1807 {
1808         struct cpuset *c_parent = dentry->d_parent->d_fsdata;
1809
1810         /* the vfs holds inode->i_sem already */
1811         return cpuset_create(c_parent, dentry->d_name.name, mode | S_IFDIR);
1812 }
1813
1814 static int cpuset_rmdir(struct inode *unused_dir, struct dentry *dentry)
1815 {
1816         struct cpuset *cs = dentry->d_fsdata;
1817         struct dentry *d;
1818         struct cpuset *parent;
1819         char *pathbuf = NULL;
1820
1821         /* the vfs holds both inode->i_sem already */
1822
1823         down(&manage_sem);
1824         cpuset_update_task_memory_state();
1825         if (atomic_read(&cs->count) > 0) {
1826                 up(&manage_sem);
1827                 return -EBUSY;
1828         }
1829         if (!list_empty(&cs->children)) {
1830                 up(&manage_sem);
1831                 return -EBUSY;
1832         }
1833         parent = cs->parent;
1834         down(&callback_sem);
1835         set_bit(CS_REMOVED, &cs->flags);
1836         if (is_cpu_exclusive(cs))
1837                 update_cpu_domains(cs);
1838         list_del(&cs->sibling); /* delete my sibling from parent->children */
1839         spin_lock(&cs->dentry->d_lock);
1840         d = dget(cs->dentry);
1841         cs->dentry = NULL;
1842         spin_unlock(&d->d_lock);
1843         cpuset_d_remove_dir(d);
1844         dput(d);
1845         number_of_cpusets--;
1846         up(&callback_sem);
1847         if (list_empty(&parent->children))
1848                 check_for_release(parent, &pathbuf);
1849         up(&manage_sem);
1850         cpuset_release_agent(pathbuf);
1851         return 0;
1852 }
1853
1854 /*
1855  * cpuset_init_early - just enough so that the calls to
1856  * cpuset_update_task_memory_state() in early init code
1857  * are harmless.
1858  */
1859
1860 int __init cpuset_init_early(void)
1861 {
1862         struct task_struct *tsk = current;
1863
1864         tsk->cpuset = &top_cpuset;
1865         tsk->cpuset->mems_generation = atomic_read(&cpuset_mems_generation);
1866         return 0;
1867 }
1868
1869 /**
1870  * cpuset_init - initialize cpusets at system boot
1871  *
1872  * Description: Initialize top_cpuset and the cpuset internal file system,
1873  **/
1874
1875 int __init cpuset_init(void)
1876 {
1877         struct dentry *root;
1878         int err;
1879
1880         top_cpuset.cpus_allowed = CPU_MASK_ALL;
1881         top_cpuset.mems_allowed = NODE_MASK_ALL;
1882
1883         fmeter_init(&top_cpuset.fmeter);
1884         atomic_inc(&cpuset_mems_generation);
1885         top_cpuset.mems_generation = atomic_read(&cpuset_mems_generation);
1886
1887         init_task.cpuset = &top_cpuset;
1888
1889         err = register_filesystem(&cpuset_fs_type);
1890         if (err < 0)
1891                 goto out;
1892         cpuset_mount = kern_mount(&cpuset_fs_type);
1893         if (IS_ERR(cpuset_mount)) {
1894                 printk(KERN_ERR "cpuset: could not mount!\n");
1895                 err = PTR_ERR(cpuset_mount);
1896                 cpuset_mount = NULL;
1897                 goto out;
1898         }
1899         root = cpuset_mount->mnt_sb->s_root;
1900         root->d_fsdata = &top_cpuset;
1901         root->d_inode->i_nlink++;
1902         top_cpuset.dentry = root;
1903         root->d_inode->i_op = &cpuset_dir_inode_operations;
1904         number_of_cpusets = 1;
1905         err = cpuset_populate_dir(root);
1906         /* memory_pressure_enabled is in root cpuset only */
1907         if (err == 0)
1908                 err = cpuset_add_file(root, &cft_memory_pressure_enabled);
1909 out:
1910         return err;
1911 }
1912
1913 /**
1914  * cpuset_init_smp - initialize cpus_allowed
1915  *
1916  * Description: Finish top cpuset after cpu, node maps are initialized
1917  **/
1918
1919 void __init cpuset_init_smp(void)
1920 {
1921         top_cpuset.cpus_allowed = cpu_online_map;
1922         top_cpuset.mems_allowed = node_online_map;
1923 }
1924
1925 /**
1926  * cpuset_fork - attach newly forked task to its parents cpuset.
1927  * @tsk: pointer to task_struct of forking parent process.
1928  *
1929  * Description: A task inherits its parent's cpuset at fork().
1930  *
1931  * A pointer to the shared cpuset was automatically copied in fork.c
1932  * by dup_task_struct().  However, we ignore that copy, since it was
1933  * not made under the protection of task_lock(), so might no longer be
1934  * a valid cpuset pointer.  attach_task() might have already changed
1935  * current->cpuset, allowing the previously referenced cpuset to
1936  * be removed and freed.  Instead, we task_lock(current) and copy
1937  * its present value of current->cpuset for our freshly forked child.
1938  *
1939  * At the point that cpuset_fork() is called, 'current' is the parent
1940  * task, and the passed argument 'child' points to the child task.
1941  **/
1942
1943 void cpuset_fork(struct task_struct *child)
1944 {
1945         task_lock(current);
1946         child->cpuset = current->cpuset;
1947         atomic_inc(&child->cpuset->count);
1948         task_unlock(current);
1949 }
1950
1951 /**
1952  * cpuset_exit - detach cpuset from exiting task
1953  * @tsk: pointer to task_struct of exiting process
1954  *
1955  * Description: Detach cpuset from @tsk and release it.
1956  *
1957  * Note that cpusets marked notify_on_release force every task in
1958  * them to take the global manage_sem semaphore when exiting.
1959  * This could impact scaling on very large systems.  Be reluctant to
1960  * use notify_on_release cpusets where very high task exit scaling
1961  * is required on large systems.
1962  *
1963  * Don't even think about derefencing 'cs' after the cpuset use count
1964  * goes to zero, except inside a critical section guarded by manage_sem
1965  * or callback_sem.   Otherwise a zero cpuset use count is a license to
1966  * any other task to nuke the cpuset immediately, via cpuset_rmdir().
1967  *
1968  * This routine has to take manage_sem, not callback_sem, because
1969  * it is holding that semaphore while calling check_for_release(),
1970  * which calls kmalloc(), so can't be called holding callback__sem().
1971  *
1972  * We don't need to task_lock() this reference to tsk->cpuset,
1973  * because tsk is already marked PF_EXITING, so attach_task() won't
1974  * mess with it, or task is a failed fork, never visible to attach_task.
1975  **/
1976
1977 void cpuset_exit(struct task_struct *tsk)
1978 {
1979         struct cpuset *cs;
1980
1981         cs = tsk->cpuset;
1982         tsk->cpuset = NULL;
1983
1984         if (notify_on_release(cs)) {
1985                 char *pathbuf = NULL;
1986
1987                 down(&manage_sem);
1988                 if (atomic_dec_and_test(&cs->count))
1989                         check_for_release(cs, &pathbuf);
1990                 up(&manage_sem);
1991                 cpuset_release_agent(pathbuf);
1992         } else {
1993                 atomic_dec(&cs->count);
1994         }
1995 }
1996
1997 /**
1998  * cpuset_cpus_allowed - return cpus_allowed mask from a tasks cpuset.
1999  * @tsk: pointer to task_struct from which to obtain cpuset->cpus_allowed.
2000  *
2001  * Description: Returns the cpumask_t cpus_allowed of the cpuset
2002  * attached to the specified @tsk.  Guaranteed to return some non-empty
2003  * subset of cpu_online_map, even if this means going outside the
2004  * tasks cpuset.
2005  **/
2006
2007 cpumask_t cpuset_cpus_allowed(struct task_struct *tsk)
2008 {
2009         cpumask_t mask;
2010
2011         down(&callback_sem);
2012         task_lock(tsk);
2013         guarantee_online_cpus(tsk->cpuset, &mask);
2014         task_unlock(tsk);
2015         up(&callback_sem);
2016
2017         return mask;
2018 }
2019
2020 void cpuset_init_current_mems_allowed(void)
2021 {
2022         current->mems_allowed = NODE_MASK_ALL;
2023 }
2024
2025 /**
2026  * cpuset_mems_allowed - return mems_allowed mask from a tasks cpuset.
2027  * @tsk: pointer to task_struct from which to obtain cpuset->mems_allowed.
2028  *
2029  * Description: Returns the nodemask_t mems_allowed of the cpuset
2030  * attached to the specified @tsk.  Guaranteed to return some non-empty
2031  * subset of node_online_map, even if this means going outside the
2032  * tasks cpuset.
2033  **/
2034
2035 nodemask_t cpuset_mems_allowed(struct task_struct *tsk)
2036 {
2037         nodemask_t mask;
2038
2039         down(&callback_sem);
2040         task_lock(tsk);
2041         guarantee_online_mems(tsk->cpuset, &mask);
2042         task_unlock(tsk);
2043         up(&callback_sem);
2044
2045         return mask;
2046 }
2047
2048 /**
2049  * cpuset_zonelist_valid_mems_allowed - check zonelist vs. curremt mems_allowed
2050  * @zl: the zonelist to be checked
2051  *
2052  * Are any of the nodes on zonelist zl allowed in current->mems_allowed?
2053  */
2054 int cpuset_zonelist_valid_mems_allowed(struct zonelist *zl)
2055 {
2056         int i;
2057
2058         for (i = 0; zl->zones[i]; i++) {
2059                 int nid = zl->zones[i]->zone_pgdat->node_id;
2060
2061                 if (node_isset(nid, current->mems_allowed))
2062                         return 1;
2063         }
2064         return 0;
2065 }
2066
2067 /*
2068  * nearest_exclusive_ancestor() - Returns the nearest mem_exclusive
2069  * ancestor to the specified cpuset.  Call holding callback_sem.
2070  * If no ancestor is mem_exclusive (an unusual configuration), then
2071  * returns the root cpuset.
2072  */
2073 static const struct cpuset *nearest_exclusive_ancestor(const struct cpuset *cs)
2074 {
2075         while (!is_mem_exclusive(cs) && cs->parent)
2076                 cs = cs->parent;
2077         return cs;
2078 }
2079
2080 /**
2081  * cpuset_zone_allowed - Can we allocate memory on zone z's memory node?
2082  * @z: is this zone on an allowed node?
2083  * @gfp_mask: memory allocation flags (we use __GFP_HARDWALL)
2084  *
2085  * If we're in interrupt, yes, we can always allocate.  If zone
2086  * z's node is in our tasks mems_allowed, yes.  If it's not a
2087  * __GFP_HARDWALL request and this zone's nodes is in the nearest
2088  * mem_exclusive cpuset ancestor to this tasks cpuset, yes.
2089  * Otherwise, no.
2090  *
2091  * GFP_USER allocations are marked with the __GFP_HARDWALL bit,
2092  * and do not allow allocations outside the current tasks cpuset.
2093  * GFP_KERNEL allocations are not so marked, so can escape to the
2094  * nearest mem_exclusive ancestor cpuset.
2095  *
2096  * Scanning up parent cpusets requires callback_sem.  The __alloc_pages()
2097  * routine only calls here with __GFP_HARDWALL bit _not_ set if
2098  * it's a GFP_KERNEL allocation, and all nodes in the current tasks
2099  * mems_allowed came up empty on the first pass over the zonelist.
2100  * So only GFP_KERNEL allocations, if all nodes in the cpuset are
2101  * short of memory, might require taking the callback_sem semaphore.
2102  *
2103  * The first loop over the zonelist in mm/page_alloc.c:__alloc_pages()
2104  * calls here with __GFP_HARDWALL always set in gfp_mask, enforcing
2105  * hardwall cpusets - no allocation on a node outside the cpuset is
2106  * allowed (unless in interrupt, of course).
2107  *
2108  * The second loop doesn't even call here for GFP_ATOMIC requests
2109  * (if the __alloc_pages() local variable 'wait' is set).  That check
2110  * and the checks below have the combined affect in the second loop of
2111  * the __alloc_pages() routine that:
2112  *      in_interrupt - any node ok (current task context irrelevant)
2113  *      GFP_ATOMIC   - any node ok
2114  *      GFP_KERNEL   - any node in enclosing mem_exclusive cpuset ok
2115  *      GFP_USER     - only nodes in current tasks mems allowed ok.
2116  **/
2117
2118 int __cpuset_zone_allowed(struct zone *z, gfp_t gfp_mask)
2119 {
2120         int node;                       /* node that zone z is on */
2121         const struct cpuset *cs;        /* current cpuset ancestors */
2122         int allowed = 1;                /* is allocation in zone z allowed? */
2123
2124         if (in_interrupt())
2125                 return 1;
2126         node = z->zone_pgdat->node_id;
2127         if (node_isset(node, current->mems_allowed))
2128                 return 1;
2129         if (gfp_mask & __GFP_HARDWALL)  /* If hardwall request, stop here */
2130                 return 0;
2131
2132         if (current->flags & PF_EXITING) /* Let dying task have memory */
2133                 return 1;
2134
2135         /* Not hardwall and node outside mems_allowed: scan up cpusets */
2136         down(&callback_sem);
2137
2138         task_lock(current);
2139         cs = nearest_exclusive_ancestor(current->cpuset);
2140         task_unlock(current);
2141
2142         allowed = node_isset(node, cs->mems_allowed);
2143         up(&callback_sem);
2144         return allowed;
2145 }
2146
2147 /**
2148  * cpuset_excl_nodes_overlap - Do we overlap @p's mem_exclusive ancestors?
2149  * @p: pointer to task_struct of some other task.
2150  *
2151  * Description: Return true if the nearest mem_exclusive ancestor
2152  * cpusets of tasks @p and current overlap.  Used by oom killer to
2153  * determine if task @p's memory usage might impact the memory
2154  * available to the current task.
2155  *
2156  * Acquires callback_sem - not suitable for calling from a fast path.
2157  **/
2158
2159 int cpuset_excl_nodes_overlap(const struct task_struct *p)
2160 {
2161         const struct cpuset *cs1, *cs2; /* my and p's cpuset ancestors */
2162         int overlap = 0;                /* do cpusets overlap? */
2163
2164         down(&callback_sem);
2165
2166         task_lock(current);
2167         if (current->flags & PF_EXITING) {
2168                 task_unlock(current);
2169                 goto done;
2170         }
2171         cs1 = nearest_exclusive_ancestor(current->cpuset);
2172         task_unlock(current);
2173
2174         task_lock((struct task_struct *)p);
2175         if (p->flags & PF_EXITING) {
2176                 task_unlock((struct task_struct *)p);
2177                 goto done;
2178         }
2179         cs2 = nearest_exclusive_ancestor(p->cpuset);
2180         task_unlock((struct task_struct *)p);
2181
2182         overlap = nodes_intersects(cs1->mems_allowed, cs2->mems_allowed);
2183 done:
2184         up(&callback_sem);
2185
2186         return overlap;
2187 }
2188
2189 /*
2190  * Collection of memory_pressure is suppressed unless
2191  * this flag is enabled by writing "1" to the special
2192  * cpuset file 'memory_pressure_enabled' in the root cpuset.
2193  */
2194
2195 int cpuset_memory_pressure_enabled __read_mostly;
2196
2197 /**
2198  * cpuset_memory_pressure_bump - keep stats of per-cpuset reclaims.
2199  *
2200  * Keep a running average of the rate of synchronous (direct)
2201  * page reclaim efforts initiated by tasks in each cpuset.
2202  *
2203  * This represents the rate at which some task in the cpuset
2204  * ran low on memory on all nodes it was allowed to use, and
2205  * had to enter the kernels page reclaim code in an effort to
2206  * create more free memory by tossing clean pages or swapping
2207  * or writing dirty pages.
2208  *
2209  * Display to user space in the per-cpuset read-only file
2210  * "memory_pressure".  Value displayed is an integer
2211  * representing the recent rate of entry into the synchronous
2212  * (direct) page reclaim by any task attached to the cpuset.
2213  **/
2214
2215 void __cpuset_memory_pressure_bump(void)
2216 {
2217         struct cpuset *cs;
2218
2219         task_lock(current);
2220         cs = current->cpuset;
2221         fmeter_markevent(&cs->fmeter);
2222         task_unlock(current);
2223 }
2224
2225 /*
2226  * proc_cpuset_show()
2227  *  - Print tasks cpuset path into seq_file.
2228  *  - Used for /proc/<pid>/cpuset.
2229  *  - No need to task_lock(tsk) on this tsk->cpuset reference, as it
2230  *    doesn't really matter if tsk->cpuset changes after we read it,
2231  *    and we take manage_sem, keeping attach_task() from changing it
2232  *    anyway.
2233  */
2234
2235 static int proc_cpuset_show(struct seq_file *m, void *v)
2236 {
2237         struct cpuset *cs;
2238         struct task_struct *tsk;
2239         char *buf;
2240         int retval = 0;
2241
2242         buf = kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
2243         if (!buf)
2244                 return -ENOMEM;
2245
2246         tsk = m->private;
2247         down(&manage_sem);
2248         cs = tsk->cpuset;
2249         if (!cs) {
2250                 retval = -EINVAL;
2251                 goto out;
2252         }
2253
2254         retval = cpuset_path(cs, buf, PAGE_SIZE);
2255         if (retval < 0)
2256                 goto out;
2257         seq_puts(m, buf);
2258         seq_putc(m, '\n');
2259 out:
2260         up(&manage_sem);
2261         kfree(buf);
2262         return retval;
2263 }
2264
2265 static int cpuset_open(struct inode *inode, struct file *file)
2266 {
2267         struct task_struct *tsk = PROC_I(inode)->task;
2268         return single_open(file, proc_cpuset_show, tsk);
2269 }
2270
2271 struct file_operations proc_cpuset_operations = {
2272         .open           = cpuset_open,
2273         .read           = seq_read,
2274         .llseek         = seq_lseek,
2275         .release        = single_release,
2276 };
2277
2278 /* Display task cpus_allowed, mems_allowed in /proc/<pid>/status file. */
2279 char *cpuset_task_status_allowed(struct task_struct *task, char *buffer)
2280 {
2281         buffer += sprintf(buffer, "Cpus_allowed:\t");
2282         buffer += cpumask_scnprintf(buffer, PAGE_SIZE, task->cpus_allowed);
2283         buffer += sprintf(buffer, "\n");
2284         buffer += sprintf(buffer, "Mems_allowed:\t");
2285         buffer += nodemask_scnprintf(buffer, PAGE_SIZE, task->mems_allowed);
2286         buffer += sprintf(buffer, "\n");
2287         return buffer;
2288 }