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