]> asedeno.scripts.mit.edu Git - linux.git/blob - kernel/cgroup/cpuset.c
cpuset: Define data structures to support scheduling partition
[linux.git] / kernel / cgroup / 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/sched/mm.h>
48 #include <linux/sched/task.h>
49 #include <linux/seq_file.h>
50 #include <linux/security.h>
51 #include <linux/slab.h>
52 #include <linux/spinlock.h>
53 #include <linux/stat.h>
54 #include <linux/string.h>
55 #include <linux/time.h>
56 #include <linux/time64.h>
57 #include <linux/backing-dev.h>
58 #include <linux/sort.h>
59 #include <linux/oom.h>
60 #include <linux/sched/isolation.h>
61 #include <linux/uaccess.h>
62 #include <linux/atomic.h>
63 #include <linux/mutex.h>
64 #include <linux/cgroup.h>
65 #include <linux/wait.h>
66
67 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(cpusets_pre_enable_key);
68 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(cpusets_enabled_key);
69
70 /* See "Frequency meter" comments, below. */
71
72 struct fmeter {
73         int cnt;                /* unprocessed events count */
74         int val;                /* most recent output value */
75         time64_t time;          /* clock (secs) when val computed */
76         spinlock_t lock;        /* guards read or write of above */
77 };
78
79 struct cpuset {
80         struct cgroup_subsys_state css;
81
82         unsigned long flags;            /* "unsigned long" so bitops work */
83
84         /*
85          * On default hierarchy:
86          *
87          * The user-configured masks can only be changed by writing to
88          * cpuset.cpus and cpuset.mems, and won't be limited by the
89          * parent masks.
90          *
91          * The effective masks is the real masks that apply to the tasks
92          * in the cpuset. They may be changed if the configured masks are
93          * changed or hotplug happens.
94          *
95          * effective_mask == configured_mask & parent's effective_mask,
96          * and if it ends up empty, it will inherit the parent's mask.
97          *
98          *
99          * On legacy hierachy:
100          *
101          * The user-configured masks are always the same with effective masks.
102          */
103
104         /* user-configured CPUs and Memory Nodes allow to tasks */
105         cpumask_var_t cpus_allowed;
106         nodemask_t mems_allowed;
107
108         /* effective CPUs and Memory Nodes allow to tasks */
109         cpumask_var_t effective_cpus;
110         nodemask_t effective_mems;
111
112         /*
113          * CPUs allocated to child sub-partitions (default hierarchy only)
114          * - CPUs granted by the parent = effective_cpus U subparts_cpus
115          * - effective_cpus and subparts_cpus are mutually exclusive.
116          */
117         cpumask_var_t subparts_cpus;
118
119         /*
120          * This is old Memory Nodes tasks took on.
121          *
122          * - top_cpuset.old_mems_allowed is initialized to mems_allowed.
123          * - A new cpuset's old_mems_allowed is initialized when some
124          *   task is moved into it.
125          * - old_mems_allowed is used in cpuset_migrate_mm() when we change
126          *   cpuset.mems_allowed and have tasks' nodemask updated, and
127          *   then old_mems_allowed is updated to mems_allowed.
128          */
129         nodemask_t old_mems_allowed;
130
131         struct fmeter fmeter;           /* memory_pressure filter */
132
133         /*
134          * Tasks are being attached to this cpuset.  Used to prevent
135          * zeroing cpus/mems_allowed between ->can_attach() and ->attach().
136          */
137         int attach_in_progress;
138
139         /* partition number for rebuild_sched_domains() */
140         int pn;
141
142         /* for custom sched domain */
143         int relax_domain_level;
144
145         /* number of CPUs in subparts_cpus */
146         int nr_subparts_cpus;
147
148         /* partition root state */
149         int partition_root_state;
150 };
151
152 /*
153  * Partition root states:
154  *
155  *   0 - not a partition root
156  *   1 - partition root
157  */
158 #define PRS_DISABLED            0
159 #define PRS_ENABLED             1
160
161 /*
162  * Temporary cpumasks for working with partitions that are passed among
163  * functions to avoid memory allocation in inner functions.
164  */
165 struct tmpmasks {
166         cpumask_var_t addmask, delmask; /* For partition root */
167         cpumask_var_t new_cpus;         /* For update_cpumasks_hier() */
168 };
169
170 static inline struct cpuset *css_cs(struct cgroup_subsys_state *css)
171 {
172         return css ? container_of(css, struct cpuset, css) : NULL;
173 }
174
175 /* Retrieve the cpuset for a task */
176 static inline struct cpuset *task_cs(struct task_struct *task)
177 {
178         return css_cs(task_css(task, cpuset_cgrp_id));
179 }
180
181 static inline struct cpuset *parent_cs(struct cpuset *cs)
182 {
183         return css_cs(cs->css.parent);
184 }
185
186 #ifdef CONFIG_NUMA
187 static inline bool task_has_mempolicy(struct task_struct *task)
188 {
189         return task->mempolicy;
190 }
191 #else
192 static inline bool task_has_mempolicy(struct task_struct *task)
193 {
194         return false;
195 }
196 #endif
197
198
199 /* bits in struct cpuset flags field */
200 typedef enum {
201         CS_ONLINE,
202         CS_CPU_EXCLUSIVE,
203         CS_MEM_EXCLUSIVE,
204         CS_MEM_HARDWALL,
205         CS_MEMORY_MIGRATE,
206         CS_SCHED_LOAD_BALANCE,
207         CS_SPREAD_PAGE,
208         CS_SPREAD_SLAB,
209 } cpuset_flagbits_t;
210
211 /* convenient tests for these bits */
212 static inline bool is_cpuset_online(struct cpuset *cs)
213 {
214         return test_bit(CS_ONLINE, &cs->flags) && !css_is_dying(&cs->css);
215 }
216
217 static inline int is_cpu_exclusive(const struct cpuset *cs)
218 {
219         return test_bit(CS_CPU_EXCLUSIVE, &cs->flags);
220 }
221
222 static inline int is_mem_exclusive(const struct cpuset *cs)
223 {
224         return test_bit(CS_MEM_EXCLUSIVE, &cs->flags);
225 }
226
227 static inline int is_mem_hardwall(const struct cpuset *cs)
228 {
229         return test_bit(CS_MEM_HARDWALL, &cs->flags);
230 }
231
232 static inline int is_sched_load_balance(const struct cpuset *cs)
233 {
234         return test_bit(CS_SCHED_LOAD_BALANCE, &cs->flags);
235 }
236
237 static inline int is_memory_migrate(const struct cpuset *cs)
238 {
239         return test_bit(CS_MEMORY_MIGRATE, &cs->flags);
240 }
241
242 static inline int is_spread_page(const struct cpuset *cs)
243 {
244         return test_bit(CS_SPREAD_PAGE, &cs->flags);
245 }
246
247 static inline int is_spread_slab(const struct cpuset *cs)
248 {
249         return test_bit(CS_SPREAD_SLAB, &cs->flags);
250 }
251
252 static inline int is_partition_root(const struct cpuset *cs)
253 {
254         return cs->partition_root_state;
255 }
256
257 static struct cpuset top_cpuset = {
258         .flags = ((1 << CS_ONLINE) | (1 << CS_CPU_EXCLUSIVE) |
259                   (1 << CS_MEM_EXCLUSIVE)),
260         .partition_root_state = PRS_ENABLED,
261 };
262
263 /**
264  * cpuset_for_each_child - traverse online children of a cpuset
265  * @child_cs: loop cursor pointing to the current child
266  * @pos_css: used for iteration
267  * @parent_cs: target cpuset to walk children of
268  *
269  * Walk @child_cs through the online children of @parent_cs.  Must be used
270  * with RCU read locked.
271  */
272 #define cpuset_for_each_child(child_cs, pos_css, parent_cs)             \
273         css_for_each_child((pos_css), &(parent_cs)->css)                \
274                 if (is_cpuset_online(((child_cs) = css_cs((pos_css)))))
275
276 /**
277  * cpuset_for_each_descendant_pre - pre-order walk of a cpuset's descendants
278  * @des_cs: loop cursor pointing to the current descendant
279  * @pos_css: used for iteration
280  * @root_cs: target cpuset to walk ancestor of
281  *
282  * Walk @des_cs through the online descendants of @root_cs.  Must be used
283  * with RCU read locked.  The caller may modify @pos_css by calling
284  * css_rightmost_descendant() to skip subtree.  @root_cs is included in the
285  * iteration and the first node to be visited.
286  */
287 #define cpuset_for_each_descendant_pre(des_cs, pos_css, root_cs)        \
288         css_for_each_descendant_pre((pos_css), &(root_cs)->css)         \
289                 if (is_cpuset_online(((des_cs) = css_cs((pos_css)))))
290
291 /*
292  * There are two global locks guarding cpuset structures - cpuset_mutex and
293  * callback_lock. We also require taking task_lock() when dereferencing a
294  * task's cpuset pointer. See "The task_lock() exception", at the end of this
295  * comment.
296  *
297  * A task must hold both locks to modify cpusets.  If a task holds
298  * cpuset_mutex, then it blocks others wanting that mutex, ensuring that it
299  * is the only task able to also acquire callback_lock and be able to
300  * modify cpusets.  It can perform various checks on the cpuset structure
301  * first, knowing nothing will change.  It can also allocate memory while
302  * just holding cpuset_mutex.  While it is performing these checks, various
303  * callback routines can briefly acquire callback_lock to query cpusets.
304  * Once it is ready to make the changes, it takes callback_lock, blocking
305  * everyone else.
306  *
307  * Calls to the kernel memory allocator can not be made while holding
308  * callback_lock, as that would risk double tripping on callback_lock
309  * from one of the callbacks into the cpuset code from within
310  * __alloc_pages().
311  *
312  * If a task is only holding callback_lock, then it has read-only
313  * access to cpusets.
314  *
315  * Now, the task_struct fields mems_allowed and mempolicy may be changed
316  * by other task, we use alloc_lock in the task_struct fields to protect
317  * them.
318  *
319  * The cpuset_common_file_read() handlers only hold callback_lock across
320  * small pieces of code, such as when reading out possibly multi-word
321  * cpumasks and nodemasks.
322  *
323  * Accessing a task's cpuset should be done in accordance with the
324  * guidelines for accessing subsystem state in kernel/cgroup.c
325  */
326
327 static DEFINE_MUTEX(cpuset_mutex);
328 static DEFINE_SPINLOCK(callback_lock);
329
330 static struct workqueue_struct *cpuset_migrate_mm_wq;
331
332 /*
333  * CPU / memory hotplug is handled asynchronously.
334  */
335 static void cpuset_hotplug_workfn(struct work_struct *work);
336 static DECLARE_WORK(cpuset_hotplug_work, cpuset_hotplug_workfn);
337
338 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(cpuset_attach_wq);
339
340 /*
341  * Cgroup v2 behavior is used when on default hierarchy or the
342  * cgroup_v2_mode flag is set.
343  */
344 static inline bool is_in_v2_mode(void)
345 {
346         return cgroup_subsys_on_dfl(cpuset_cgrp_subsys) ||
347               (cpuset_cgrp_subsys.root->flags & CGRP_ROOT_CPUSET_V2_MODE);
348 }
349
350 /*
351  * This is ugly, but preserves the userspace API for existing cpuset
352  * users. If someone tries to mount the "cpuset" filesystem, we
353  * silently switch it to mount "cgroup" instead
354  */
355 static struct dentry *cpuset_mount(struct file_system_type *fs_type,
356                          int flags, const char *unused_dev_name, void *data)
357 {
358         struct file_system_type *cgroup_fs = get_fs_type("cgroup");
359         struct dentry *ret = ERR_PTR(-ENODEV);
360         if (cgroup_fs) {
361                 char mountopts[] =
362                         "cpuset,noprefix,"
363                         "release_agent=/sbin/cpuset_release_agent";
364                 ret = cgroup_fs->mount(cgroup_fs, flags,
365                                            unused_dev_name, mountopts);
366                 put_filesystem(cgroup_fs);
367         }
368         return ret;
369 }
370
371 static struct file_system_type cpuset_fs_type = {
372         .name = "cpuset",
373         .mount = cpuset_mount,
374 };
375
376 /*
377  * Return in pmask the portion of a cpusets's cpus_allowed that
378  * are online.  If none are online, walk up the cpuset hierarchy
379  * until we find one that does have some online cpus.
380  *
381  * One way or another, we guarantee to return some non-empty subset
382  * of cpu_online_mask.
383  *
384  * Call with callback_lock or cpuset_mutex held.
385  */
386 static void guarantee_online_cpus(struct cpuset *cs, struct cpumask *pmask)
387 {
388         while (!cpumask_intersects(cs->effective_cpus, cpu_online_mask)) {
389                 cs = parent_cs(cs);
390                 if (unlikely(!cs)) {
391                         /*
392                          * The top cpuset doesn't have any online cpu as a
393                          * consequence of a race between cpuset_hotplug_work
394                          * and cpu hotplug notifier.  But we know the top
395                          * cpuset's effective_cpus is on its way to to be
396                          * identical to cpu_online_mask.
397                          */
398                         cpumask_copy(pmask, cpu_online_mask);
399                         return;
400                 }
401         }
402         cpumask_and(pmask, cs->effective_cpus, cpu_online_mask);
403 }
404
405 /*
406  * Return in *pmask the portion of a cpusets's mems_allowed that
407  * are online, with memory.  If none are online with memory, walk
408  * up the cpuset hierarchy until we find one that does have some
409  * online mems.  The top cpuset always has some mems online.
410  *
411  * One way or another, we guarantee to return some non-empty subset
412  * of node_states[N_MEMORY].
413  *
414  * Call with callback_lock or cpuset_mutex held.
415  */
416 static void guarantee_online_mems(struct cpuset *cs, nodemask_t *pmask)
417 {
418         while (!nodes_intersects(cs->effective_mems, node_states[N_MEMORY]))
419                 cs = parent_cs(cs);
420         nodes_and(*pmask, cs->effective_mems, node_states[N_MEMORY]);
421 }
422
423 /*
424  * update task's spread flag if cpuset's page/slab spread flag is set
425  *
426  * Call with callback_lock or cpuset_mutex held.
427  */
428 static void cpuset_update_task_spread_flag(struct cpuset *cs,
429                                         struct task_struct *tsk)
430 {
431         if (is_spread_page(cs))
432                 task_set_spread_page(tsk);
433         else
434                 task_clear_spread_page(tsk);
435
436         if (is_spread_slab(cs))
437                 task_set_spread_slab(tsk);
438         else
439                 task_clear_spread_slab(tsk);
440 }
441
442 /*
443  * is_cpuset_subset(p, q) - Is cpuset p a subset of cpuset q?
444  *
445  * One cpuset is a subset of another if all its allowed CPUs and
446  * Memory Nodes are a subset of the other, and its exclusive flags
447  * are only set if the other's are set.  Call holding cpuset_mutex.
448  */
449
450 static int is_cpuset_subset(const struct cpuset *p, const struct cpuset *q)
451 {
452         return  cpumask_subset(p->cpus_allowed, q->cpus_allowed) &&
453                 nodes_subset(p->mems_allowed, q->mems_allowed) &&
454                 is_cpu_exclusive(p) <= is_cpu_exclusive(q) &&
455                 is_mem_exclusive(p) <= is_mem_exclusive(q);
456 }
457
458 /**
459  * alloc_trial_cpuset - allocate a trial cpuset
460  * @cs: the cpuset that the trial cpuset duplicates
461  */
462 static struct cpuset *alloc_trial_cpuset(struct cpuset *cs)
463 {
464         struct cpuset *trial;
465
466         trial = kmemdup(cs, sizeof(*cs), GFP_KERNEL);
467         if (!trial)
468                 return NULL;
469
470         if (!alloc_cpumask_var(&trial->cpus_allowed, GFP_KERNEL))
471                 goto free_cs;
472         if (!alloc_cpumask_var(&trial->effective_cpus, GFP_KERNEL))
473                 goto free_cpus;
474
475         cpumask_copy(trial->cpus_allowed, cs->cpus_allowed);
476         cpumask_copy(trial->effective_cpus, cs->effective_cpus);
477         return trial;
478
479 free_cpus:
480         free_cpumask_var(trial->cpus_allowed);
481 free_cs:
482         kfree(trial);
483         return NULL;
484 }
485
486 /**
487  * free_trial_cpuset - free the trial cpuset
488  * @trial: the trial cpuset to be freed
489  */
490 static void free_trial_cpuset(struct cpuset *trial)
491 {
492         free_cpumask_var(trial->effective_cpus);
493         free_cpumask_var(trial->cpus_allowed);
494         kfree(trial);
495 }
496
497 /*
498  * validate_change() - Used to validate that any proposed cpuset change
499  *                     follows the structural rules for cpusets.
500  *
501  * If we replaced the flag and mask values of the current cpuset
502  * (cur) with those values in the trial cpuset (trial), would
503  * our various subset and exclusive rules still be valid?  Presumes
504  * cpuset_mutex held.
505  *
506  * 'cur' is the address of an actual, in-use cpuset.  Operations
507  * such as list traversal that depend on the actual address of the
508  * cpuset in the list must use cur below, not trial.
509  *
510  * 'trial' is the address of bulk structure copy of cur, with
511  * perhaps one or more of the fields cpus_allowed, mems_allowed,
512  * or flags changed to new, trial values.
513  *
514  * Return 0 if valid, -errno if not.
515  */
516
517 static int validate_change(struct cpuset *cur, struct cpuset *trial)
518 {
519         struct cgroup_subsys_state *css;
520         struct cpuset *c, *par;
521         int ret;
522
523         rcu_read_lock();
524
525         /* Each of our child cpusets must be a subset of us */
526         ret = -EBUSY;
527         cpuset_for_each_child(c, css, cur)
528                 if (!is_cpuset_subset(c, trial))
529                         goto out;
530
531         /* Remaining checks don't apply to root cpuset */
532         ret = 0;
533         if (cur == &top_cpuset)
534                 goto out;
535
536         par = parent_cs(cur);
537
538         /* On legacy hiearchy, we must be a subset of our parent cpuset. */
539         ret = -EACCES;
540         if (!is_in_v2_mode() && !is_cpuset_subset(trial, par))
541                 goto out;
542
543         /*
544          * If either I or some sibling (!= me) is exclusive, we can't
545          * overlap
546          */
547         ret = -EINVAL;
548         cpuset_for_each_child(c, css, par) {
549                 if ((is_cpu_exclusive(trial) || is_cpu_exclusive(c)) &&
550                     c != cur &&
551                     cpumask_intersects(trial->cpus_allowed, c->cpus_allowed))
552                         goto out;
553                 if ((is_mem_exclusive(trial) || is_mem_exclusive(c)) &&
554                     c != cur &&
555                     nodes_intersects(trial->mems_allowed, c->mems_allowed))
556                         goto out;
557         }
558
559         /*
560          * Cpusets with tasks - existing or newly being attached - can't
561          * be changed to have empty cpus_allowed or mems_allowed.
562          */
563         ret = -ENOSPC;
564         if ((cgroup_is_populated(cur->css.cgroup) || cur->attach_in_progress)) {
565                 if (!cpumask_empty(cur->cpus_allowed) &&
566                     cpumask_empty(trial->cpus_allowed))
567                         goto out;
568                 if (!nodes_empty(cur->mems_allowed) &&
569                     nodes_empty(trial->mems_allowed))
570                         goto out;
571         }
572
573         /*
574          * We can't shrink if we won't have enough room for SCHED_DEADLINE
575          * tasks.
576          */
577         ret = -EBUSY;
578         if (is_cpu_exclusive(cur) &&
579             !cpuset_cpumask_can_shrink(cur->cpus_allowed,
580                                        trial->cpus_allowed))
581                 goto out;
582
583         ret = 0;
584 out:
585         rcu_read_unlock();
586         return ret;
587 }
588
589 #ifdef CONFIG_SMP
590 /*
591  * Helper routine for generate_sched_domains().
592  * Do cpusets a, b have overlapping effective cpus_allowed masks?
593  */
594 static int cpusets_overlap(struct cpuset *a, struct cpuset *b)
595 {
596         return cpumask_intersects(a->effective_cpus, b->effective_cpus);
597 }
598
599 static void
600 update_domain_attr(struct sched_domain_attr *dattr, struct cpuset *c)
601 {
602         if (dattr->relax_domain_level < c->relax_domain_level)
603                 dattr->relax_domain_level = c->relax_domain_level;
604         return;
605 }
606
607 static void update_domain_attr_tree(struct sched_domain_attr *dattr,
608                                     struct cpuset *root_cs)
609 {
610         struct cpuset *cp;
611         struct cgroup_subsys_state *pos_css;
612
613         rcu_read_lock();
614         cpuset_for_each_descendant_pre(cp, pos_css, root_cs) {
615                 /* skip the whole subtree if @cp doesn't have any CPU */
616                 if (cpumask_empty(cp->cpus_allowed)) {
617                         pos_css = css_rightmost_descendant(pos_css);
618                         continue;
619                 }
620
621                 if (is_sched_load_balance(cp))
622                         update_domain_attr(dattr, cp);
623         }
624         rcu_read_unlock();
625 }
626
627 /* Must be called with cpuset_mutex held.  */
628 static inline int nr_cpusets(void)
629 {
630         /* jump label reference count + the top-level cpuset */
631         return static_key_count(&cpusets_enabled_key.key) + 1;
632 }
633
634 /*
635  * generate_sched_domains()
636  *
637  * This function builds a partial partition of the systems CPUs
638  * A 'partial partition' is a set of non-overlapping subsets whose
639  * union is a subset of that set.
640  * The output of this function needs to be passed to kernel/sched/core.c
641  * partition_sched_domains() routine, which will rebuild the scheduler's
642  * load balancing domains (sched domains) as specified by that partial
643  * partition.
644  *
645  * See "What is sched_load_balance" in Documentation/cgroup-v1/cpusets.txt
646  * for a background explanation of this.
647  *
648  * Does not return errors, on the theory that the callers of this
649  * routine would rather not worry about failures to rebuild sched
650  * domains when operating in the severe memory shortage situations
651  * that could cause allocation failures below.
652  *
653  * Must be called with cpuset_mutex held.
654  *
655  * The three key local variables below are:
656  *    q  - a linked-list queue of cpuset pointers, used to implement a
657  *         top-down scan of all cpusets.  This scan loads a pointer
658  *         to each cpuset marked is_sched_load_balance into the
659  *         array 'csa'.  For our purposes, rebuilding the schedulers
660  *         sched domains, we can ignore !is_sched_load_balance cpusets.
661  *  csa  - (for CpuSet Array) Array of pointers to all the cpusets
662  *         that need to be load balanced, for convenient iterative
663  *         access by the subsequent code that finds the best partition,
664  *         i.e the set of domains (subsets) of CPUs such that the
665  *         cpus_allowed of every cpuset marked is_sched_load_balance
666  *         is a subset of one of these domains, while there are as
667  *         many such domains as possible, each as small as possible.
668  * doms  - Conversion of 'csa' to an array of cpumasks, for passing to
669  *         the kernel/sched/core.c routine partition_sched_domains() in a
670  *         convenient format, that can be easily compared to the prior
671  *         value to determine what partition elements (sched domains)
672  *         were changed (added or removed.)
673  *
674  * Finding the best partition (set of domains):
675  *      The triple nested loops below over i, j, k scan over the
676  *      load balanced cpusets (using the array of cpuset pointers in
677  *      csa[]) looking for pairs of cpusets that have overlapping
678  *      cpus_allowed, but which don't have the same 'pn' partition
679  *      number and gives them in the same partition number.  It keeps
680  *      looping on the 'restart' label until it can no longer find
681  *      any such pairs.
682  *
683  *      The union of the cpus_allowed masks from the set of
684  *      all cpusets having the same 'pn' value then form the one
685  *      element of the partition (one sched domain) to be passed to
686  *      partition_sched_domains().
687  */
688 static int generate_sched_domains(cpumask_var_t **domains,
689                         struct sched_domain_attr **attributes)
690 {
691         struct cpuset *cp;      /* scans q */
692         struct cpuset **csa;    /* array of all cpuset ptrs */
693         int csn;                /* how many cpuset ptrs in csa so far */
694         int i, j, k;            /* indices for partition finding loops */
695         cpumask_var_t *doms;    /* resulting partition; i.e. sched domains */
696         struct sched_domain_attr *dattr;  /* attributes for custom domains */
697         int ndoms = 0;          /* number of sched domains in result */
698         int nslot;              /* next empty doms[] struct cpumask slot */
699         struct cgroup_subsys_state *pos_css;
700
701         doms = NULL;
702         dattr = NULL;
703         csa = NULL;
704
705         /* Special case for the 99% of systems with one, full, sched domain */
706         if (is_sched_load_balance(&top_cpuset)) {
707                 ndoms = 1;
708                 doms = alloc_sched_domains(ndoms);
709                 if (!doms)
710                         goto done;
711
712                 dattr = kmalloc(sizeof(struct sched_domain_attr), GFP_KERNEL);
713                 if (dattr) {
714                         *dattr = SD_ATTR_INIT;
715                         update_domain_attr_tree(dattr, &top_cpuset);
716                 }
717                 cpumask_and(doms[0], top_cpuset.effective_cpus,
718                             housekeeping_cpumask(HK_FLAG_DOMAIN));
719
720                 goto done;
721         }
722
723         csa = kmalloc_array(nr_cpusets(), sizeof(cp), GFP_KERNEL);
724         if (!csa)
725                 goto done;
726         csn = 0;
727
728         rcu_read_lock();
729         cpuset_for_each_descendant_pre(cp, pos_css, &top_cpuset) {
730                 if (cp == &top_cpuset)
731                         continue;
732                 /*
733                  * Continue traversing beyond @cp iff @cp has some CPUs and
734                  * isn't load balancing.  The former is obvious.  The
735                  * latter: All child cpusets contain a subset of the
736                  * parent's cpus, so just skip them, and then we call
737                  * update_domain_attr_tree() to calc relax_domain_level of
738                  * the corresponding sched domain.
739                  */
740                 if (!cpumask_empty(cp->cpus_allowed) &&
741                     !(is_sched_load_balance(cp) &&
742                       cpumask_intersects(cp->cpus_allowed,
743                                          housekeeping_cpumask(HK_FLAG_DOMAIN))))
744                         continue;
745
746                 if (is_sched_load_balance(cp))
747                         csa[csn++] = cp;
748
749                 /* skip @cp's subtree */
750                 pos_css = css_rightmost_descendant(pos_css);
751         }
752         rcu_read_unlock();
753
754         for (i = 0; i < csn; i++)
755                 csa[i]->pn = i;
756         ndoms = csn;
757
758 restart:
759         /* Find the best partition (set of sched domains) */
760         for (i = 0; i < csn; i++) {
761                 struct cpuset *a = csa[i];
762                 int apn = a->pn;
763
764                 for (j = 0; j < csn; j++) {
765                         struct cpuset *b = csa[j];
766                         int bpn = b->pn;
767
768                         if (apn != bpn && cpusets_overlap(a, b)) {
769                                 for (k = 0; k < csn; k++) {
770                                         struct cpuset *c = csa[k];
771
772                                         if (c->pn == bpn)
773                                                 c->pn = apn;
774                                 }
775                                 ndoms--;        /* one less element */
776                                 goto restart;
777                         }
778                 }
779         }
780
781         /*
782          * Now we know how many domains to create.
783          * Convert <csn, csa> to <ndoms, doms> and populate cpu masks.
784          */
785         doms = alloc_sched_domains(ndoms);
786         if (!doms)
787                 goto done;
788
789         /*
790          * The rest of the code, including the scheduler, can deal with
791          * dattr==NULL case. No need to abort if alloc fails.
792          */
793         dattr = kmalloc_array(ndoms, sizeof(struct sched_domain_attr),
794                               GFP_KERNEL);
795
796         for (nslot = 0, i = 0; i < csn; i++) {
797                 struct cpuset *a = csa[i];
798                 struct cpumask *dp;
799                 int apn = a->pn;
800
801                 if (apn < 0) {
802                         /* Skip completed partitions */
803                         continue;
804                 }
805
806                 dp = doms[nslot];
807
808                 if (nslot == ndoms) {
809                         static int warnings = 10;
810                         if (warnings) {
811                                 pr_warn("rebuild_sched_domains confused: nslot %d, ndoms %d, csn %d, i %d, apn %d\n",
812                                         nslot, ndoms, csn, i, apn);
813                                 warnings--;
814                         }
815                         continue;
816                 }
817
818                 cpumask_clear(dp);
819                 if (dattr)
820                         *(dattr + nslot) = SD_ATTR_INIT;
821                 for (j = i; j < csn; j++) {
822                         struct cpuset *b = csa[j];
823
824                         if (apn == b->pn) {
825                                 cpumask_or(dp, dp, b->effective_cpus);
826                                 cpumask_and(dp, dp, housekeeping_cpumask(HK_FLAG_DOMAIN));
827                                 if (dattr)
828                                         update_domain_attr_tree(dattr + nslot, b);
829
830                                 /* Done with this partition */
831                                 b->pn = -1;
832                         }
833                 }
834                 nslot++;
835         }
836         BUG_ON(nslot != ndoms);
837
838 done:
839         kfree(csa);
840
841         /*
842          * Fallback to the default domain if kmalloc() failed.
843          * See comments in partition_sched_domains().
844          */
845         if (doms == NULL)
846                 ndoms = 1;
847
848         *domains    = doms;
849         *attributes = dattr;
850         return ndoms;
851 }
852
853 /*
854  * Rebuild scheduler domains.
855  *
856  * If the flag 'sched_load_balance' of any cpuset with non-empty
857  * 'cpus' changes, or if the 'cpus' allowed changes in any cpuset
858  * which has that flag enabled, or if any cpuset with a non-empty
859  * 'cpus' is removed, then call this routine to rebuild the
860  * scheduler's dynamic sched domains.
861  *
862  * Call with cpuset_mutex held.  Takes get_online_cpus().
863  */
864 static void rebuild_sched_domains_locked(void)
865 {
866         struct sched_domain_attr *attr;
867         cpumask_var_t *doms;
868         int ndoms;
869
870         lockdep_assert_held(&cpuset_mutex);
871         get_online_cpus();
872
873         /*
874          * We have raced with CPU hotplug. Don't do anything to avoid
875          * passing doms with offlined cpu to partition_sched_domains().
876          * Anyways, hotplug work item will rebuild sched domains.
877          */
878         if (!cpumask_equal(top_cpuset.effective_cpus, cpu_active_mask))
879                 goto out;
880
881         /* Generate domain masks and attrs */
882         ndoms = generate_sched_domains(&doms, &attr);
883
884         /* Have scheduler rebuild the domains */
885         partition_sched_domains(ndoms, doms, attr);
886 out:
887         put_online_cpus();
888 }
889 #else /* !CONFIG_SMP */
890 static void rebuild_sched_domains_locked(void)
891 {
892 }
893 #endif /* CONFIG_SMP */
894
895 void rebuild_sched_domains(void)
896 {
897         mutex_lock(&cpuset_mutex);
898         rebuild_sched_domains_locked();
899         mutex_unlock(&cpuset_mutex);
900 }
901
902 /**
903  * update_tasks_cpumask - Update the cpumasks of tasks in the cpuset.
904  * @cs: the cpuset in which each task's cpus_allowed mask needs to be changed
905  *
906  * Iterate through each task of @cs updating its cpus_allowed to the
907  * effective cpuset's.  As this function is called with cpuset_mutex held,
908  * cpuset membership stays stable.
909  */
910 static void update_tasks_cpumask(struct cpuset *cs)
911 {
912         struct css_task_iter it;
913         struct task_struct *task;
914
915         css_task_iter_start(&cs->css, 0, &it);
916         while ((task = css_task_iter_next(&it)))
917                 set_cpus_allowed_ptr(task, cs->effective_cpus);
918         css_task_iter_end(&it);
919 }
920
921 /*
922  * update_cpumasks_hier - Update effective cpumasks and tasks in the subtree
923  * @cs: the cpuset to consider
924  * @new_cpus: temp variable for calculating new effective_cpus
925  *
926  * When congifured cpumask is changed, the effective cpumasks of this cpuset
927  * and all its descendants need to be updated.
928  *
929  * On legacy hierachy, effective_cpus will be the same with cpu_allowed.
930  *
931  * Called with cpuset_mutex held
932  */
933 static void update_cpumasks_hier(struct cpuset *cs, struct cpumask *new_cpus)
934 {
935         struct cpuset *cp;
936         struct cgroup_subsys_state *pos_css;
937         bool need_rebuild_sched_domains = false;
938
939         rcu_read_lock();
940         cpuset_for_each_descendant_pre(cp, pos_css, cs) {
941                 struct cpuset *parent = parent_cs(cp);
942
943                 cpumask_and(new_cpus, cp->cpus_allowed, parent->effective_cpus);
944
945                 /*
946                  * If it becomes empty, inherit the effective mask of the
947                  * parent, which is guaranteed to have some CPUs.
948                  */
949                 if (is_in_v2_mode() && cpumask_empty(new_cpus))
950                         cpumask_copy(new_cpus, parent->effective_cpus);
951
952                 /* Skip the whole subtree if the cpumask remains the same. */
953                 if (cpumask_equal(new_cpus, cp->effective_cpus)) {
954                         pos_css = css_rightmost_descendant(pos_css);
955                         continue;
956                 }
957
958                 if (!css_tryget_online(&cp->css))
959                         continue;
960                 rcu_read_unlock();
961
962                 spin_lock_irq(&callback_lock);
963                 cpumask_copy(cp->effective_cpus, new_cpus);
964                 spin_unlock_irq(&callback_lock);
965
966                 WARN_ON(!is_in_v2_mode() &&
967                         !cpumask_equal(cp->cpus_allowed, cp->effective_cpus));
968
969                 update_tasks_cpumask(cp);
970
971                 /*
972                  * If the effective cpumask of any non-empty cpuset is changed,
973                  * we need to rebuild sched domains.
974                  */
975                 if (!cpumask_empty(cp->cpus_allowed) &&
976                     is_sched_load_balance(cp))
977                         need_rebuild_sched_domains = true;
978
979                 rcu_read_lock();
980                 css_put(&cp->css);
981         }
982         rcu_read_unlock();
983
984         if (need_rebuild_sched_domains)
985                 rebuild_sched_domains_locked();
986 }
987
988 /**
989  * update_cpumask - update the cpus_allowed mask of a cpuset and all tasks in it
990  * @cs: the cpuset to consider
991  * @trialcs: trial cpuset
992  * @buf: buffer of cpu numbers written to this cpuset
993  */
994 static int update_cpumask(struct cpuset *cs, struct cpuset *trialcs,
995                           const char *buf)
996 {
997         int retval;
998
999         /* top_cpuset.cpus_allowed tracks cpu_online_mask; it's read-only */
1000         if (cs == &top_cpuset)
1001                 return -EACCES;
1002
1003         /*
1004          * An empty cpus_allowed is ok only if the cpuset has no tasks.
1005          * Since cpulist_parse() fails on an empty mask, we special case
1006          * that parsing.  The validate_change() call ensures that cpusets
1007          * with tasks have cpus.
1008          */
1009         if (!*buf) {
1010                 cpumask_clear(trialcs->cpus_allowed);
1011         } else {
1012                 retval = cpulist_parse(buf, trialcs->cpus_allowed);
1013                 if (retval < 0)
1014                         return retval;
1015
1016                 if (!cpumask_subset(trialcs->cpus_allowed,
1017                                     top_cpuset.cpus_allowed))
1018                         return -EINVAL;
1019         }
1020
1021         /* Nothing to do if the cpus didn't change */
1022         if (cpumask_equal(cs->cpus_allowed, trialcs->cpus_allowed))
1023                 return 0;
1024
1025         retval = validate_change(cs, trialcs);
1026         if (retval < 0)
1027                 return retval;
1028
1029         spin_lock_irq(&callback_lock);
1030         cpumask_copy(cs->cpus_allowed, trialcs->cpus_allowed);
1031         spin_unlock_irq(&callback_lock);
1032
1033         /* use trialcs->cpus_allowed as a temp variable */
1034         update_cpumasks_hier(cs, trialcs->cpus_allowed);
1035         return 0;
1036 }
1037
1038 /*
1039  * Migrate memory region from one set of nodes to another.  This is
1040  * performed asynchronously as it can be called from process migration path
1041  * holding locks involved in process management.  All mm migrations are
1042  * performed in the queued order and can be waited for by flushing
1043  * cpuset_migrate_mm_wq.
1044  */
1045
1046 struct cpuset_migrate_mm_work {
1047         struct work_struct      work;
1048         struct mm_struct        *mm;
1049         nodemask_t              from;
1050         nodemask_t              to;
1051 };
1052
1053 static void cpuset_migrate_mm_workfn(struct work_struct *work)
1054 {
1055         struct cpuset_migrate_mm_work *mwork =
1056                 container_of(work, struct cpuset_migrate_mm_work, work);
1057
1058         /* on a wq worker, no need to worry about %current's mems_allowed */
1059         do_migrate_pages(mwork->mm, &mwork->from, &mwork->to, MPOL_MF_MOVE_ALL);
1060         mmput(mwork->mm);
1061         kfree(mwork);
1062 }
1063
1064 static void cpuset_migrate_mm(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1065                                                         const nodemask_t *to)
1066 {
1067         struct cpuset_migrate_mm_work *mwork;
1068
1069         mwork = kzalloc(sizeof(*mwork), GFP_KERNEL);
1070         if (mwork) {
1071                 mwork->mm = mm;
1072                 mwork->from = *from;
1073                 mwork->to = *to;
1074                 INIT_WORK(&mwork->work, cpuset_migrate_mm_workfn);
1075                 queue_work(cpuset_migrate_mm_wq, &mwork->work);
1076         } else {
1077                 mmput(mm);
1078         }
1079 }
1080
1081 static void cpuset_post_attach(void)
1082 {
1083         flush_workqueue(cpuset_migrate_mm_wq);
1084 }
1085
1086 /*
1087  * cpuset_change_task_nodemask - change task's mems_allowed and mempolicy
1088  * @tsk: the task to change
1089  * @newmems: new nodes that the task will be set
1090  *
1091  * We use the mems_allowed_seq seqlock to safely update both tsk->mems_allowed
1092  * and rebind an eventual tasks' mempolicy. If the task is allocating in
1093  * parallel, it might temporarily see an empty intersection, which results in
1094  * a seqlock check and retry before OOM or allocation failure.
1095  */
1096 static void cpuset_change_task_nodemask(struct task_struct *tsk,
1097                                         nodemask_t *newmems)
1098 {
1099         task_lock(tsk);
1100
1101         local_irq_disable();
1102         write_seqcount_begin(&tsk->mems_allowed_seq);
1103
1104         nodes_or(tsk->mems_allowed, tsk->mems_allowed, *newmems);
1105         mpol_rebind_task(tsk, newmems);
1106         tsk->mems_allowed = *newmems;
1107
1108         write_seqcount_end(&tsk->mems_allowed_seq);
1109         local_irq_enable();
1110
1111         task_unlock(tsk);
1112 }
1113
1114 static void *cpuset_being_rebound;
1115
1116 /**
1117  * update_tasks_nodemask - Update the nodemasks of tasks in the cpuset.
1118  * @cs: the cpuset in which each task's mems_allowed mask needs to be changed
1119  *
1120  * Iterate through each task of @cs updating its mems_allowed to the
1121  * effective cpuset's.  As this function is called with cpuset_mutex held,
1122  * cpuset membership stays stable.
1123  */
1124 static void update_tasks_nodemask(struct cpuset *cs)
1125 {
1126         static nodemask_t newmems;      /* protected by cpuset_mutex */
1127         struct css_task_iter it;
1128         struct task_struct *task;
1129
1130         cpuset_being_rebound = cs;              /* causes mpol_dup() rebind */
1131
1132         guarantee_online_mems(cs, &newmems);
1133
1134         /*
1135          * The mpol_rebind_mm() call takes mmap_sem, which we couldn't
1136          * take while holding tasklist_lock.  Forks can happen - the
1137          * mpol_dup() cpuset_being_rebound check will catch such forks,
1138          * and rebind their vma mempolicies too.  Because we still hold
1139          * the global cpuset_mutex, we know that no other rebind effort
1140          * will be contending for the global variable cpuset_being_rebound.
1141          * It's ok if we rebind the same mm twice; mpol_rebind_mm()
1142          * is idempotent.  Also migrate pages in each mm to new nodes.
1143          */
1144         css_task_iter_start(&cs->css, 0, &it);
1145         while ((task = css_task_iter_next(&it))) {
1146                 struct mm_struct *mm;
1147                 bool migrate;
1148
1149                 cpuset_change_task_nodemask(task, &newmems);
1150
1151                 mm = get_task_mm(task);
1152                 if (!mm)
1153                         continue;
1154
1155                 migrate = is_memory_migrate(cs);
1156
1157                 mpol_rebind_mm(mm, &cs->mems_allowed);
1158                 if (migrate)
1159                         cpuset_migrate_mm(mm, &cs->old_mems_allowed, &newmems);
1160                 else
1161                         mmput(mm);
1162         }
1163         css_task_iter_end(&it);
1164
1165         /*
1166          * All the tasks' nodemasks have been updated, update
1167          * cs->old_mems_allowed.
1168          */
1169         cs->old_mems_allowed = newmems;
1170
1171         /* We're done rebinding vmas to this cpuset's new mems_allowed. */
1172         cpuset_being_rebound = NULL;
1173 }
1174
1175 /*
1176  * update_nodemasks_hier - Update effective nodemasks and tasks in the subtree
1177  * @cs: the cpuset to consider
1178  * @new_mems: a temp variable for calculating new effective_mems
1179  *
1180  * When configured nodemask is changed, the effective nodemasks of this cpuset
1181  * and all its descendants need to be updated.
1182  *
1183  * On legacy hiearchy, effective_mems will be the same with mems_allowed.
1184  *
1185  * Called with cpuset_mutex held
1186  */
1187 static void update_nodemasks_hier(struct cpuset *cs, nodemask_t *new_mems)
1188 {
1189         struct cpuset *cp;
1190         struct cgroup_subsys_state *pos_css;
1191
1192         rcu_read_lock();
1193         cpuset_for_each_descendant_pre(cp, pos_css, cs) {
1194                 struct cpuset *parent = parent_cs(cp);
1195
1196                 nodes_and(*new_mems, cp->mems_allowed, parent->effective_mems);
1197
1198                 /*
1199                  * If it becomes empty, inherit the effective mask of the
1200                  * parent, which is guaranteed to have some MEMs.
1201                  */
1202                 if (is_in_v2_mode() && nodes_empty(*new_mems))
1203                         *new_mems = parent->effective_mems;
1204
1205                 /* Skip the whole subtree if the nodemask remains the same. */
1206                 if (nodes_equal(*new_mems, cp->effective_mems)) {
1207                         pos_css = css_rightmost_descendant(pos_css);
1208                         continue;
1209                 }
1210
1211                 if (!css_tryget_online(&cp->css))
1212                         continue;
1213                 rcu_read_unlock();
1214
1215                 spin_lock_irq(&callback_lock);
1216                 cp->effective_mems = *new_mems;
1217                 spin_unlock_irq(&callback_lock);
1218
1219                 WARN_ON(!is_in_v2_mode() &&
1220                         !nodes_equal(cp->mems_allowed, cp->effective_mems));
1221
1222                 update_tasks_nodemask(cp);
1223
1224                 rcu_read_lock();
1225                 css_put(&cp->css);
1226         }
1227         rcu_read_unlock();
1228 }
1229
1230 /*
1231  * Handle user request to change the 'mems' memory placement
1232  * of a cpuset.  Needs to validate the request, update the
1233  * cpusets mems_allowed, and for each task in the cpuset,
1234  * update mems_allowed and rebind task's mempolicy and any vma
1235  * mempolicies and if the cpuset is marked 'memory_migrate',
1236  * migrate the tasks pages to the new memory.
1237  *
1238  * Call with cpuset_mutex held. May take callback_lock during call.
1239  * Will take tasklist_lock, scan tasklist for tasks in cpuset cs,
1240  * lock each such tasks mm->mmap_sem, scan its vma's and rebind
1241  * their mempolicies to the cpusets new mems_allowed.
1242  */
1243 static int update_nodemask(struct cpuset *cs, struct cpuset *trialcs,
1244                            const char *buf)
1245 {
1246         int retval;
1247
1248         /*
1249          * top_cpuset.mems_allowed tracks node_stats[N_MEMORY];
1250          * it's read-only
1251          */
1252         if (cs == &top_cpuset) {
1253                 retval = -EACCES;
1254                 goto done;
1255         }
1256
1257         /*
1258          * An empty mems_allowed is ok iff there are no tasks in the cpuset.
1259          * Since nodelist_parse() fails on an empty mask, we special case
1260          * that parsing.  The validate_change() call ensures that cpusets
1261          * with tasks have memory.
1262          */
1263         if (!*buf) {
1264                 nodes_clear(trialcs->mems_allowed);
1265         } else {
1266                 retval = nodelist_parse(buf, trialcs->mems_allowed);
1267                 if (retval < 0)
1268                         goto done;
1269
1270                 if (!nodes_subset(trialcs->mems_allowed,
1271                                   top_cpuset.mems_allowed)) {
1272                         retval = -EINVAL;
1273                         goto done;
1274                 }
1275         }
1276
1277         if (nodes_equal(cs->mems_allowed, trialcs->mems_allowed)) {
1278                 retval = 0;             /* Too easy - nothing to do */
1279                 goto done;
1280         }
1281         retval = validate_change(cs, trialcs);
1282         if (retval < 0)
1283                 goto done;
1284
1285         spin_lock_irq(&callback_lock);
1286         cs->mems_allowed = trialcs->mems_allowed;
1287         spin_unlock_irq(&callback_lock);
1288
1289         /* use trialcs->mems_allowed as a temp variable */
1290         update_nodemasks_hier(cs, &trialcs->mems_allowed);
1291 done:
1292         return retval;
1293 }
1294
1295 bool current_cpuset_is_being_rebound(void)
1296 {
1297         bool ret;
1298
1299         rcu_read_lock();
1300         ret = task_cs(current) == cpuset_being_rebound;
1301         rcu_read_unlock();
1302
1303         return ret;
1304 }
1305
1306 static int update_relax_domain_level(struct cpuset *cs, s64 val)
1307 {
1308 #ifdef CONFIG_SMP
1309         if (val < -1 || val >= sched_domain_level_max)
1310                 return -EINVAL;
1311 #endif
1312
1313         if (val != cs->relax_domain_level) {
1314                 cs->relax_domain_level = val;
1315                 if (!cpumask_empty(cs->cpus_allowed) &&
1316                     is_sched_load_balance(cs))
1317                         rebuild_sched_domains_locked();
1318         }
1319
1320         return 0;
1321 }
1322
1323 /**
1324  * update_tasks_flags - update the spread flags of tasks in the cpuset.
1325  * @cs: the cpuset in which each task's spread flags needs to be changed
1326  *
1327  * Iterate through each task of @cs updating its spread flags.  As this
1328  * function is called with cpuset_mutex held, cpuset membership stays
1329  * stable.
1330  */
1331 static void update_tasks_flags(struct cpuset *cs)
1332 {
1333         struct css_task_iter it;
1334         struct task_struct *task;
1335
1336         css_task_iter_start(&cs->css, 0, &it);
1337         while ((task = css_task_iter_next(&it)))
1338                 cpuset_update_task_spread_flag(cs, task);
1339         css_task_iter_end(&it);
1340 }
1341
1342 /*
1343  * update_flag - read a 0 or a 1 in a file and update associated flag
1344  * bit:         the bit to update (see cpuset_flagbits_t)
1345  * cs:          the cpuset to update
1346  * turning_on:  whether the flag is being set or cleared
1347  *
1348  * Call with cpuset_mutex held.
1349  */
1350
1351 static int update_flag(cpuset_flagbits_t bit, struct cpuset *cs,
1352                        int turning_on)
1353 {
1354         struct cpuset *trialcs;
1355         int balance_flag_changed;
1356         int spread_flag_changed;
1357         int err;
1358
1359         trialcs = alloc_trial_cpuset(cs);
1360         if (!trialcs)
1361                 return -ENOMEM;
1362
1363         if (turning_on)
1364                 set_bit(bit, &trialcs->flags);
1365         else
1366                 clear_bit(bit, &trialcs->flags);
1367
1368         err = validate_change(cs, trialcs);
1369         if (err < 0)
1370                 goto out;
1371
1372         balance_flag_changed = (is_sched_load_balance(cs) !=
1373                                 is_sched_load_balance(trialcs));
1374
1375         spread_flag_changed = ((is_spread_slab(cs) != is_spread_slab(trialcs))
1376                         || (is_spread_page(cs) != is_spread_page(trialcs)));
1377
1378         spin_lock_irq(&callback_lock);
1379         cs->flags = trialcs->flags;
1380         spin_unlock_irq(&callback_lock);
1381
1382         if (!cpumask_empty(trialcs->cpus_allowed) && balance_flag_changed)
1383                 rebuild_sched_domains_locked();
1384
1385         if (spread_flag_changed)
1386                 update_tasks_flags(cs);
1387 out:
1388         free_trial_cpuset(trialcs);
1389         return err;
1390 }
1391
1392 /*
1393  * Frequency meter - How fast is some event occurring?
1394  *
1395  * These routines manage a digitally filtered, constant time based,
1396  * event frequency meter.  There are four routines:
1397  *   fmeter_init() - initialize a frequency meter.
1398  *   fmeter_markevent() - called each time the event happens.
1399  *   fmeter_getrate() - returns the recent rate of such events.
1400  *   fmeter_update() - internal routine used to update fmeter.
1401  *
1402  * A common data structure is passed to each of these routines,
1403  * which is used to keep track of the state required to manage the
1404  * frequency meter and its digital filter.
1405  *
1406  * The filter works on the number of events marked per unit time.
1407  * The filter is single-pole low-pass recursive (IIR).  The time unit
1408  * is 1 second.  Arithmetic is done using 32-bit integers scaled to
1409  * simulate 3 decimal digits of precision (multiplied by 1000).
1410  *
1411  * With an FM_COEF of 933, and a time base of 1 second, the filter
1412  * has a half-life of 10 seconds, meaning that if the events quit
1413  * happening, then the rate returned from the fmeter_getrate()
1414  * will be cut in half each 10 seconds, until it converges to zero.
1415  *
1416  * It is not worth doing a real infinitely recursive filter.  If more
1417  * than FM_MAXTICKS ticks have elapsed since the last filter event,
1418  * just compute FM_MAXTICKS ticks worth, by which point the level
1419  * will be stable.
1420  *
1421  * Limit the count of unprocessed events to FM_MAXCNT, so as to avoid
1422  * arithmetic overflow in the fmeter_update() routine.
1423  *
1424  * Given the simple 32 bit integer arithmetic used, this meter works
1425  * best for reporting rates between one per millisecond (msec) and
1426  * one per 32 (approx) seconds.  At constant rates faster than one
1427  * per msec it maxes out at values just under 1,000,000.  At constant
1428  * rates between one per msec, and one per second it will stabilize
1429  * to a value N*1000, where N is the rate of events per second.
1430  * At constant rates between one per second and one per 32 seconds,
1431  * it will be choppy, moving up on the seconds that have an event,
1432  * and then decaying until the next event.  At rates slower than
1433  * about one in 32 seconds, it decays all the way back to zero between
1434  * each event.
1435  */
1436
1437 #define FM_COEF 933             /* coefficient for half-life of 10 secs */
1438 #define FM_MAXTICKS ((u32)99)   /* useless computing more ticks than this */
1439 #define FM_MAXCNT 1000000       /* limit cnt to avoid overflow */
1440 #define FM_SCALE 1000           /* faux fixed point scale */
1441
1442 /* Initialize a frequency meter */
1443 static void fmeter_init(struct fmeter *fmp)
1444 {
1445         fmp->cnt = 0;
1446         fmp->val = 0;
1447         fmp->time = 0;
1448         spin_lock_init(&fmp->lock);
1449 }
1450
1451 /* Internal meter update - process cnt events and update value */
1452 static void fmeter_update(struct fmeter *fmp)
1453 {
1454         time64_t now;
1455         u32 ticks;
1456
1457         now = ktime_get_seconds();
1458         ticks = now - fmp->time;
1459
1460         if (ticks == 0)
1461                 return;
1462
1463         ticks = min(FM_MAXTICKS, ticks);
1464         while (ticks-- > 0)
1465                 fmp->val = (FM_COEF * fmp->val) / FM_SCALE;
1466         fmp->time = now;
1467
1468         fmp->val += ((FM_SCALE - FM_COEF) * fmp->cnt) / FM_SCALE;
1469         fmp->cnt = 0;
1470 }
1471
1472 /* Process any previous ticks, then bump cnt by one (times scale). */
1473 static void fmeter_markevent(struct fmeter *fmp)
1474 {
1475         spin_lock(&fmp->lock);
1476         fmeter_update(fmp);
1477         fmp->cnt = min(FM_MAXCNT, fmp->cnt + FM_SCALE);
1478         spin_unlock(&fmp->lock);
1479 }
1480
1481 /* Process any previous ticks, then return current value. */
1482 static int fmeter_getrate(struct fmeter *fmp)
1483 {
1484         int val;
1485
1486         spin_lock(&fmp->lock);
1487         fmeter_update(fmp);
1488         val = fmp->val;
1489         spin_unlock(&fmp->lock);
1490         return val;
1491 }
1492
1493 static struct cpuset *cpuset_attach_old_cs;
1494
1495 /* Called by cgroups to determine if a cpuset is usable; cpuset_mutex held */
1496 static int cpuset_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
1497 {
1498         struct cgroup_subsys_state *css;
1499         struct cpuset *cs;
1500         struct task_struct *task;
1501         int ret;
1502
1503         /* used later by cpuset_attach() */
1504         cpuset_attach_old_cs = task_cs(cgroup_taskset_first(tset, &css));
1505         cs = css_cs(css);
1506
1507         mutex_lock(&cpuset_mutex);
1508
1509         /* allow moving tasks into an empty cpuset if on default hierarchy */
1510         ret = -ENOSPC;
1511         if (!is_in_v2_mode() &&
1512             (cpumask_empty(cs->cpus_allowed) || nodes_empty(cs->mems_allowed)))
1513                 goto out_unlock;
1514
1515         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
1516                 ret = task_can_attach(task, cs->cpus_allowed);
1517                 if (ret)
1518                         goto out_unlock;
1519                 ret = security_task_setscheduler(task);
1520                 if (ret)
1521                         goto out_unlock;
1522         }
1523
1524         /*
1525          * Mark attach is in progress.  This makes validate_change() fail
1526          * changes which zero cpus/mems_allowed.
1527          */
1528         cs->attach_in_progress++;
1529         ret = 0;
1530 out_unlock:
1531         mutex_unlock(&cpuset_mutex);
1532         return ret;
1533 }
1534
1535 static void cpuset_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
1536 {
1537         struct cgroup_subsys_state *css;
1538         struct cpuset *cs;
1539
1540         cgroup_taskset_first(tset, &css);
1541         cs = css_cs(css);
1542
1543         mutex_lock(&cpuset_mutex);
1544         css_cs(css)->attach_in_progress--;
1545         mutex_unlock(&cpuset_mutex);
1546 }
1547
1548 /*
1549  * Protected by cpuset_mutex.  cpus_attach is used only by cpuset_attach()
1550  * but we can't allocate it dynamically there.  Define it global and
1551  * allocate from cpuset_init().
1552  */
1553 static cpumask_var_t cpus_attach;
1554
1555 static void cpuset_attach(struct cgroup_taskset *tset)
1556 {
1557         /* static buf protected by cpuset_mutex */
1558         static nodemask_t cpuset_attach_nodemask_to;
1559         struct task_struct *task;
1560         struct task_struct *leader;
1561         struct cgroup_subsys_state *css;
1562         struct cpuset *cs;
1563         struct cpuset *oldcs = cpuset_attach_old_cs;
1564
1565         cgroup_taskset_first(tset, &css);
1566         cs = css_cs(css);
1567
1568         mutex_lock(&cpuset_mutex);
1569
1570         /* prepare for attach */
1571         if (cs == &top_cpuset)
1572                 cpumask_copy(cpus_attach, cpu_possible_mask);
1573         else
1574                 guarantee_online_cpus(cs, cpus_attach);
1575
1576         guarantee_online_mems(cs, &cpuset_attach_nodemask_to);
1577
1578         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
1579                 /*
1580                  * can_attach beforehand should guarantee that this doesn't
1581                  * fail.  TODO: have a better way to handle failure here
1582                  */
1583                 WARN_ON_ONCE(set_cpus_allowed_ptr(task, cpus_attach));
1584
1585                 cpuset_change_task_nodemask(task, &cpuset_attach_nodemask_to);
1586                 cpuset_update_task_spread_flag(cs, task);
1587         }
1588
1589         /*
1590          * Change mm for all threadgroup leaders. This is expensive and may
1591          * sleep and should be moved outside migration path proper.
1592          */
1593         cpuset_attach_nodemask_to = cs->effective_mems;
1594         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
1595                 struct mm_struct *mm = get_task_mm(leader);
1596
1597                 if (mm) {
1598                         mpol_rebind_mm(mm, &cpuset_attach_nodemask_to);
1599
1600                         /*
1601                          * old_mems_allowed is the same with mems_allowed
1602                          * here, except if this task is being moved
1603                          * automatically due to hotplug.  In that case
1604                          * @mems_allowed has been updated and is empty, so
1605                          * @old_mems_allowed is the right nodesets that we
1606                          * migrate mm from.
1607                          */
1608                         if (is_memory_migrate(cs))
1609                                 cpuset_migrate_mm(mm, &oldcs->old_mems_allowed,
1610                                                   &cpuset_attach_nodemask_to);
1611                         else
1612                                 mmput(mm);
1613                 }
1614         }
1615
1616         cs->old_mems_allowed = cpuset_attach_nodemask_to;
1617
1618         cs->attach_in_progress--;
1619         if (!cs->attach_in_progress)
1620                 wake_up(&cpuset_attach_wq);
1621
1622         mutex_unlock(&cpuset_mutex);
1623 }
1624
1625 /* The various types of files and directories in a cpuset file system */
1626
1627 typedef enum {
1628         FILE_MEMORY_MIGRATE,
1629         FILE_CPULIST,
1630         FILE_MEMLIST,
1631         FILE_EFFECTIVE_CPULIST,
1632         FILE_EFFECTIVE_MEMLIST,
1633         FILE_CPU_EXCLUSIVE,
1634         FILE_MEM_EXCLUSIVE,
1635         FILE_MEM_HARDWALL,
1636         FILE_SCHED_LOAD_BALANCE,
1637         FILE_SCHED_RELAX_DOMAIN_LEVEL,
1638         FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED,
1639         FILE_MEMORY_PRESSURE,
1640         FILE_SPREAD_PAGE,
1641         FILE_SPREAD_SLAB,
1642 } cpuset_filetype_t;
1643
1644 static int cpuset_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css, struct cftype *cft,
1645                             u64 val)
1646 {
1647         struct cpuset *cs = css_cs(css);
1648         cpuset_filetype_t type = cft->private;
1649         int retval = 0;
1650
1651         mutex_lock(&cpuset_mutex);
1652         if (!is_cpuset_online(cs)) {
1653                 retval = -ENODEV;
1654                 goto out_unlock;
1655         }
1656
1657         switch (type) {
1658         case FILE_CPU_EXCLUSIVE:
1659                 retval = update_flag(CS_CPU_EXCLUSIVE, cs, val);
1660                 break;
1661         case FILE_MEM_EXCLUSIVE:
1662                 retval = update_flag(CS_MEM_EXCLUSIVE, cs, val);
1663                 break;
1664         case FILE_MEM_HARDWALL:
1665                 retval = update_flag(CS_MEM_HARDWALL, cs, val);
1666                 break;
1667         case FILE_SCHED_LOAD_BALANCE:
1668                 retval = update_flag(CS_SCHED_LOAD_BALANCE, cs, val);
1669                 break;
1670         case FILE_MEMORY_MIGRATE:
1671                 retval = update_flag(CS_MEMORY_MIGRATE, cs, val);
1672                 break;
1673         case FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED:
1674                 cpuset_memory_pressure_enabled = !!val;
1675                 break;
1676         case FILE_SPREAD_PAGE:
1677                 retval = update_flag(CS_SPREAD_PAGE, cs, val);
1678                 break;
1679         case FILE_SPREAD_SLAB:
1680                 retval = update_flag(CS_SPREAD_SLAB, cs, val);
1681                 break;
1682         default:
1683                 retval = -EINVAL;
1684                 break;
1685         }
1686 out_unlock:
1687         mutex_unlock(&cpuset_mutex);
1688         return retval;
1689 }
1690
1691 static int cpuset_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css, struct cftype *cft,
1692                             s64 val)
1693 {
1694         struct cpuset *cs = css_cs(css);
1695         cpuset_filetype_t type = cft->private;
1696         int retval = -ENODEV;
1697
1698         mutex_lock(&cpuset_mutex);
1699         if (!is_cpuset_online(cs))
1700                 goto out_unlock;
1701
1702         switch (type) {
1703         case FILE_SCHED_RELAX_DOMAIN_LEVEL:
1704                 retval = update_relax_domain_level(cs, val);
1705                 break;
1706         default:
1707                 retval = -EINVAL;
1708                 break;
1709         }
1710 out_unlock:
1711         mutex_unlock(&cpuset_mutex);
1712         return retval;
1713 }
1714
1715 /*
1716  * Common handling for a write to a "cpus" or "mems" file.
1717  */
1718 static ssize_t cpuset_write_resmask(struct kernfs_open_file *of,
1719                                     char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
1720 {
1721         struct cpuset *cs = css_cs(of_css(of));
1722         struct cpuset *trialcs;
1723         int retval = -ENODEV;
1724
1725         buf = strstrip(buf);
1726
1727         /*
1728          * CPU or memory hotunplug may leave @cs w/o any execution
1729          * resources, in which case the hotplug code asynchronously updates
1730          * configuration and transfers all tasks to the nearest ancestor
1731          * which can execute.
1732          *
1733          * As writes to "cpus" or "mems" may restore @cs's execution
1734          * resources, wait for the previously scheduled operations before
1735          * proceeding, so that we don't end up keep removing tasks added
1736          * after execution capability is restored.
1737          *
1738          * cpuset_hotplug_work calls back into cgroup core via
1739          * cgroup_transfer_tasks() and waiting for it from a cgroupfs
1740          * operation like this one can lead to a deadlock through kernfs
1741          * active_ref protection.  Let's break the protection.  Losing the
1742          * protection is okay as we check whether @cs is online after
1743          * grabbing cpuset_mutex anyway.  This only happens on the legacy
1744          * hierarchies.
1745          */
1746         css_get(&cs->css);
1747         kernfs_break_active_protection(of->kn);
1748         flush_work(&cpuset_hotplug_work);
1749
1750         mutex_lock(&cpuset_mutex);
1751         if (!is_cpuset_online(cs))
1752                 goto out_unlock;
1753
1754         trialcs = alloc_trial_cpuset(cs);
1755         if (!trialcs) {
1756                 retval = -ENOMEM;
1757                 goto out_unlock;
1758         }
1759
1760         switch (of_cft(of)->private) {
1761         case FILE_CPULIST:
1762                 retval = update_cpumask(cs, trialcs, buf);
1763                 break;
1764         case FILE_MEMLIST:
1765                 retval = update_nodemask(cs, trialcs, buf);
1766                 break;
1767         default:
1768                 retval = -EINVAL;
1769                 break;
1770         }
1771
1772         free_trial_cpuset(trialcs);
1773 out_unlock:
1774         mutex_unlock(&cpuset_mutex);
1775         kernfs_unbreak_active_protection(of->kn);
1776         css_put(&cs->css);
1777         flush_workqueue(cpuset_migrate_mm_wq);
1778         return retval ?: nbytes;
1779 }
1780
1781 /*
1782  * These ascii lists should be read in a single call, by using a user
1783  * buffer large enough to hold the entire map.  If read in smaller
1784  * chunks, there is no guarantee of atomicity.  Since the display format
1785  * used, list of ranges of sequential numbers, is variable length,
1786  * and since these maps can change value dynamically, one could read
1787  * gibberish by doing partial reads while a list was changing.
1788  */
1789 static int cpuset_common_seq_show(struct seq_file *sf, void *v)
1790 {
1791         struct cpuset *cs = css_cs(seq_css(sf));
1792         cpuset_filetype_t type = seq_cft(sf)->private;
1793         int ret = 0;
1794
1795         spin_lock_irq(&callback_lock);
1796
1797         switch (type) {
1798         case FILE_CPULIST:
1799                 seq_printf(sf, "%*pbl\n", cpumask_pr_args(cs->cpus_allowed));
1800                 break;
1801         case FILE_MEMLIST:
1802                 seq_printf(sf, "%*pbl\n", nodemask_pr_args(&cs->mems_allowed));
1803                 break;
1804         case FILE_EFFECTIVE_CPULIST:
1805                 seq_printf(sf, "%*pbl\n", cpumask_pr_args(cs->effective_cpus));
1806                 break;
1807         case FILE_EFFECTIVE_MEMLIST:
1808                 seq_printf(sf, "%*pbl\n", nodemask_pr_args(&cs->effective_mems));
1809                 break;
1810         default:
1811                 ret = -EINVAL;
1812         }
1813
1814         spin_unlock_irq(&callback_lock);
1815         return ret;
1816 }
1817
1818 static u64 cpuset_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css, struct cftype *cft)
1819 {
1820         struct cpuset *cs = css_cs(css);
1821         cpuset_filetype_t type = cft->private;
1822         switch (type) {
1823         case FILE_CPU_EXCLUSIVE:
1824                 return is_cpu_exclusive(cs);
1825         case FILE_MEM_EXCLUSIVE:
1826                 return is_mem_exclusive(cs);
1827         case FILE_MEM_HARDWALL:
1828                 return is_mem_hardwall(cs);
1829         case FILE_SCHED_LOAD_BALANCE:
1830                 return is_sched_load_balance(cs);
1831         case FILE_MEMORY_MIGRATE:
1832                 return is_memory_migrate(cs);
1833         case FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED:
1834                 return cpuset_memory_pressure_enabled;
1835         case FILE_MEMORY_PRESSURE:
1836                 return fmeter_getrate(&cs->fmeter);
1837         case FILE_SPREAD_PAGE:
1838                 return is_spread_page(cs);
1839         case FILE_SPREAD_SLAB:
1840                 return is_spread_slab(cs);
1841         default:
1842                 BUG();
1843         }
1844
1845         /* Unreachable but makes gcc happy */
1846         return 0;
1847 }
1848
1849 static s64 cpuset_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css, struct cftype *cft)
1850 {
1851         struct cpuset *cs = css_cs(css);
1852         cpuset_filetype_t type = cft->private;
1853         switch (type) {
1854         case FILE_SCHED_RELAX_DOMAIN_LEVEL:
1855                 return cs->relax_domain_level;
1856         default:
1857                 BUG();
1858         }
1859
1860         /* Unrechable but makes gcc happy */
1861         return 0;
1862 }
1863
1864 /*
1865  * for the common functions, 'private' gives the type of file
1866  */
1867
1868 static struct cftype legacy_files[] = {
1869         {
1870                 .name = "cpus",
1871                 .seq_show = cpuset_common_seq_show,
1872                 .write = cpuset_write_resmask,
1873                 .max_write_len = (100U + 6 * NR_CPUS),
1874                 .private = FILE_CPULIST,
1875         },
1876
1877         {
1878                 .name = "mems",
1879                 .seq_show = cpuset_common_seq_show,
1880                 .write = cpuset_write_resmask,
1881                 .max_write_len = (100U + 6 * MAX_NUMNODES),
1882                 .private = FILE_MEMLIST,
1883         },
1884
1885         {
1886                 .name = "effective_cpus",
1887                 .seq_show = cpuset_common_seq_show,
1888                 .private = FILE_EFFECTIVE_CPULIST,
1889         },
1890
1891         {
1892                 .name = "effective_mems",
1893                 .seq_show = cpuset_common_seq_show,
1894                 .private = FILE_EFFECTIVE_MEMLIST,
1895         },
1896
1897         {
1898                 .name = "cpu_exclusive",
1899                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1900                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1901                 .private = FILE_CPU_EXCLUSIVE,
1902         },
1903
1904         {
1905                 .name = "mem_exclusive",
1906                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1907                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1908                 .private = FILE_MEM_EXCLUSIVE,
1909         },
1910
1911         {
1912                 .name = "mem_hardwall",
1913                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1914                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1915                 .private = FILE_MEM_HARDWALL,
1916         },
1917
1918         {
1919                 .name = "sched_load_balance",
1920                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1921                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1922                 .private = FILE_SCHED_LOAD_BALANCE,
1923         },
1924
1925         {
1926                 .name = "sched_relax_domain_level",
1927                 .read_s64 = cpuset_read_s64,
1928                 .write_s64 = cpuset_write_s64,
1929                 .private = FILE_SCHED_RELAX_DOMAIN_LEVEL,
1930         },
1931
1932         {
1933                 .name = "memory_migrate",
1934                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1935                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1936                 .private = FILE_MEMORY_MIGRATE,
1937         },
1938
1939         {
1940                 .name = "memory_pressure",
1941                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1942                 .private = FILE_MEMORY_PRESSURE,
1943         },
1944
1945         {
1946                 .name = "memory_spread_page",
1947                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1948                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1949                 .private = FILE_SPREAD_PAGE,
1950         },
1951
1952         {
1953                 .name = "memory_spread_slab",
1954                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1955                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1956                 .private = FILE_SPREAD_SLAB,
1957         },
1958
1959         {
1960                 .name = "memory_pressure_enabled",
1961                 .flags = CFTYPE_ONLY_ON_ROOT,
1962                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
1963                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
1964                 .private = FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED,
1965         },
1966
1967         { }     /* terminate */
1968 };
1969
1970 /*
1971  * This is currently a minimal set for the default hierarchy. It can be
1972  * expanded later on by migrating more features and control files from v1.
1973  */
1974 static struct cftype dfl_files[] = {
1975         {
1976                 .name = "cpus",
1977                 .seq_show = cpuset_common_seq_show,
1978                 .write = cpuset_write_resmask,
1979                 .max_write_len = (100U + 6 * NR_CPUS),
1980                 .private = FILE_CPULIST,
1981                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
1982         },
1983
1984         {
1985                 .name = "mems",
1986                 .seq_show = cpuset_common_seq_show,
1987                 .write = cpuset_write_resmask,
1988                 .max_write_len = (100U + 6 * MAX_NUMNODES),
1989                 .private = FILE_MEMLIST,
1990                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
1991         },
1992
1993         {
1994                 .name = "cpus.effective",
1995                 .seq_show = cpuset_common_seq_show,
1996                 .private = FILE_EFFECTIVE_CPULIST,
1997                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
1998         },
1999
2000         {
2001                 .name = "mems.effective",
2002                 .seq_show = cpuset_common_seq_show,
2003                 .private = FILE_EFFECTIVE_MEMLIST,
2004                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
2005         },
2006
2007         { }     /* terminate */
2008 };
2009
2010
2011 /*
2012  *      cpuset_css_alloc - allocate a cpuset css
2013  *      cgrp:   control group that the new cpuset will be part of
2014  */
2015
2016 static struct cgroup_subsys_state *
2017 cpuset_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
2018 {
2019         struct cpuset *cs;
2020
2021         if (!parent_css)
2022                 return &top_cpuset.css;
2023
2024         cs = kzalloc(sizeof(*cs), GFP_KERNEL);
2025         if (!cs)
2026                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2027         if (!alloc_cpumask_var(&cs->cpus_allowed, GFP_KERNEL))
2028                 goto free_cs;
2029         if (!alloc_cpumask_var(&cs->effective_cpus, GFP_KERNEL))
2030                 goto free_cpus;
2031
2032         set_bit(CS_SCHED_LOAD_BALANCE, &cs->flags);
2033         cpumask_clear(cs->cpus_allowed);
2034         nodes_clear(cs->mems_allowed);
2035         cpumask_clear(cs->effective_cpus);
2036         nodes_clear(cs->effective_mems);
2037         fmeter_init(&cs->fmeter);
2038         cs->relax_domain_level = -1;
2039
2040         return &cs->css;
2041
2042 free_cpus:
2043         free_cpumask_var(cs->cpus_allowed);
2044 free_cs:
2045         kfree(cs);
2046         return ERR_PTR(-ENOMEM);
2047 }
2048
2049 static int cpuset_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
2050 {
2051         struct cpuset *cs = css_cs(css);
2052         struct cpuset *parent = parent_cs(cs);
2053         struct cpuset *tmp_cs;
2054         struct cgroup_subsys_state *pos_css;
2055
2056         if (!parent)
2057                 return 0;
2058
2059         mutex_lock(&cpuset_mutex);
2060
2061         set_bit(CS_ONLINE, &cs->flags);
2062         if (is_spread_page(parent))
2063                 set_bit(CS_SPREAD_PAGE, &cs->flags);
2064         if (is_spread_slab(parent))
2065                 set_bit(CS_SPREAD_SLAB, &cs->flags);
2066
2067         cpuset_inc();
2068
2069         spin_lock_irq(&callback_lock);
2070         if (is_in_v2_mode()) {
2071                 cpumask_copy(cs->effective_cpus, parent->effective_cpus);
2072                 cs->effective_mems = parent->effective_mems;
2073         }
2074         spin_unlock_irq(&callback_lock);
2075
2076         if (!test_bit(CGRP_CPUSET_CLONE_CHILDREN, &css->cgroup->flags))
2077                 goto out_unlock;
2078
2079         /*
2080          * Clone @parent's configuration if CGRP_CPUSET_CLONE_CHILDREN is
2081          * set.  This flag handling is implemented in cgroup core for
2082          * histrical reasons - the flag may be specified during mount.
2083          *
2084          * Currently, if any sibling cpusets have exclusive cpus or mem, we
2085          * refuse to clone the configuration - thereby refusing the task to
2086          * be entered, and as a result refusing the sys_unshare() or
2087          * clone() which initiated it.  If this becomes a problem for some
2088          * users who wish to allow that scenario, then this could be
2089          * changed to grant parent->cpus_allowed-sibling_cpus_exclusive
2090          * (and likewise for mems) to the new cgroup.
2091          */
2092         rcu_read_lock();
2093         cpuset_for_each_child(tmp_cs, pos_css, parent) {
2094                 if (is_mem_exclusive(tmp_cs) || is_cpu_exclusive(tmp_cs)) {
2095                         rcu_read_unlock();
2096                         goto out_unlock;
2097                 }
2098         }
2099         rcu_read_unlock();
2100
2101         spin_lock_irq(&callback_lock);
2102         cs->mems_allowed = parent->mems_allowed;
2103         cs->effective_mems = parent->mems_allowed;
2104         cpumask_copy(cs->cpus_allowed, parent->cpus_allowed);
2105         cpumask_copy(cs->effective_cpus, parent->cpus_allowed);
2106         spin_unlock_irq(&callback_lock);
2107 out_unlock:
2108         mutex_unlock(&cpuset_mutex);
2109         return 0;
2110 }
2111
2112 /*
2113  * If the cpuset being removed has its flag 'sched_load_balance'
2114  * enabled, then simulate turning sched_load_balance off, which
2115  * will call rebuild_sched_domains_locked().
2116  */
2117
2118 static void cpuset_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
2119 {
2120         struct cpuset *cs = css_cs(css);
2121
2122         mutex_lock(&cpuset_mutex);
2123
2124         if (is_sched_load_balance(cs))
2125                 update_flag(CS_SCHED_LOAD_BALANCE, cs, 0);
2126
2127         cpuset_dec();
2128         clear_bit(CS_ONLINE, &cs->flags);
2129
2130         mutex_unlock(&cpuset_mutex);
2131 }
2132
2133 static void cpuset_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
2134 {
2135         struct cpuset *cs = css_cs(css);
2136
2137         free_cpumask_var(cs->effective_cpus);
2138         free_cpumask_var(cs->cpus_allowed);
2139         kfree(cs);
2140 }
2141
2142 static void cpuset_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
2143 {
2144         mutex_lock(&cpuset_mutex);
2145         spin_lock_irq(&callback_lock);
2146
2147         if (is_in_v2_mode()) {
2148                 cpumask_copy(top_cpuset.cpus_allowed, cpu_possible_mask);
2149                 top_cpuset.mems_allowed = node_possible_map;
2150         } else {
2151                 cpumask_copy(top_cpuset.cpus_allowed,
2152                              top_cpuset.effective_cpus);
2153                 top_cpuset.mems_allowed = top_cpuset.effective_mems;
2154         }
2155
2156         spin_unlock_irq(&callback_lock);
2157         mutex_unlock(&cpuset_mutex);
2158 }
2159
2160 /*
2161  * Make sure the new task conform to the current state of its parent,
2162  * which could have been changed by cpuset just after it inherits the
2163  * state from the parent and before it sits on the cgroup's task list.
2164  */
2165 static void cpuset_fork(struct task_struct *task)
2166 {
2167         if (task_css_is_root(task, cpuset_cgrp_id))
2168                 return;
2169
2170         set_cpus_allowed_ptr(task, &current->cpus_allowed);
2171         task->mems_allowed = current->mems_allowed;
2172 }
2173
2174 struct cgroup_subsys cpuset_cgrp_subsys = {
2175         .css_alloc      = cpuset_css_alloc,
2176         .css_online     = cpuset_css_online,
2177         .css_offline    = cpuset_css_offline,
2178         .css_free       = cpuset_css_free,
2179         .can_attach     = cpuset_can_attach,
2180         .cancel_attach  = cpuset_cancel_attach,
2181         .attach         = cpuset_attach,
2182         .post_attach    = cpuset_post_attach,
2183         .bind           = cpuset_bind,
2184         .fork           = cpuset_fork,
2185         .legacy_cftypes = legacy_files,
2186         .dfl_cftypes    = dfl_files,
2187         .early_init     = true,
2188         .threaded       = true,
2189 };
2190
2191 /**
2192  * cpuset_init - initialize cpusets at system boot
2193  *
2194  * Description: Initialize top_cpuset and the cpuset internal file system,
2195  **/
2196
2197 int __init cpuset_init(void)
2198 {
2199         int err = 0;
2200
2201         BUG_ON(!alloc_cpumask_var(&top_cpuset.cpus_allowed, GFP_KERNEL));
2202         BUG_ON(!alloc_cpumask_var(&top_cpuset.effective_cpus, GFP_KERNEL));
2203
2204         cpumask_setall(top_cpuset.cpus_allowed);
2205         nodes_setall(top_cpuset.mems_allowed);
2206         cpumask_setall(top_cpuset.effective_cpus);
2207         nodes_setall(top_cpuset.effective_mems);
2208
2209         fmeter_init(&top_cpuset.fmeter);
2210         set_bit(CS_SCHED_LOAD_BALANCE, &top_cpuset.flags);
2211         top_cpuset.relax_domain_level = -1;
2212
2213         err = register_filesystem(&cpuset_fs_type);
2214         if (err < 0)
2215                 return err;
2216
2217         BUG_ON(!alloc_cpumask_var(&cpus_attach, GFP_KERNEL));
2218
2219         return 0;
2220 }
2221
2222 /*
2223  * If CPU and/or memory hotplug handlers, below, unplug any CPUs
2224  * or memory nodes, we need to walk over the cpuset hierarchy,
2225  * removing that CPU or node from all cpusets.  If this removes the
2226  * last CPU or node from a cpuset, then move the tasks in the empty
2227  * cpuset to its next-highest non-empty parent.
2228  */
2229 static void remove_tasks_in_empty_cpuset(struct cpuset *cs)
2230 {
2231         struct cpuset *parent;
2232
2233         /*
2234          * Find its next-highest non-empty parent, (top cpuset
2235          * has online cpus, so can't be empty).
2236          */
2237         parent = parent_cs(cs);
2238         while (cpumask_empty(parent->cpus_allowed) ||
2239                         nodes_empty(parent->mems_allowed))
2240                 parent = parent_cs(parent);
2241
2242         if (cgroup_transfer_tasks(parent->css.cgroup, cs->css.cgroup)) {
2243                 pr_err("cpuset: failed to transfer tasks out of empty cpuset ");
2244                 pr_cont_cgroup_name(cs->css.cgroup);
2245                 pr_cont("\n");
2246         }
2247 }
2248
2249 static void
2250 hotplug_update_tasks_legacy(struct cpuset *cs,
2251                             struct cpumask *new_cpus, nodemask_t *new_mems,
2252                             bool cpus_updated, bool mems_updated)
2253 {
2254         bool is_empty;
2255
2256         spin_lock_irq(&callback_lock);
2257         cpumask_copy(cs->cpus_allowed, new_cpus);
2258         cpumask_copy(cs->effective_cpus, new_cpus);
2259         cs->mems_allowed = *new_mems;
2260         cs->effective_mems = *new_mems;
2261         spin_unlock_irq(&callback_lock);
2262
2263         /*
2264          * Don't call update_tasks_cpumask() if the cpuset becomes empty,
2265          * as the tasks will be migratecd to an ancestor.
2266          */
2267         if (cpus_updated && !cpumask_empty(cs->cpus_allowed))
2268                 update_tasks_cpumask(cs);
2269         if (mems_updated && !nodes_empty(cs->mems_allowed))
2270                 update_tasks_nodemask(cs);
2271
2272         is_empty = cpumask_empty(cs->cpus_allowed) ||
2273                    nodes_empty(cs->mems_allowed);
2274
2275         mutex_unlock(&cpuset_mutex);
2276
2277         /*
2278          * Move tasks to the nearest ancestor with execution resources,
2279          * This is full cgroup operation which will also call back into
2280          * cpuset. Should be done outside any lock.
2281          */
2282         if (is_empty)
2283                 remove_tasks_in_empty_cpuset(cs);
2284
2285         mutex_lock(&cpuset_mutex);
2286 }
2287
2288 static void
2289 hotplug_update_tasks(struct cpuset *cs,
2290                      struct cpumask *new_cpus, nodemask_t *new_mems,
2291                      bool cpus_updated, bool mems_updated)
2292 {
2293         if (cpumask_empty(new_cpus))
2294                 cpumask_copy(new_cpus, parent_cs(cs)->effective_cpus);
2295         if (nodes_empty(*new_mems))
2296                 *new_mems = parent_cs(cs)->effective_mems;
2297
2298         spin_lock_irq(&callback_lock);
2299         cpumask_copy(cs->effective_cpus, new_cpus);
2300         cs->effective_mems = *new_mems;
2301         spin_unlock_irq(&callback_lock);
2302
2303         if (cpus_updated)
2304                 update_tasks_cpumask(cs);
2305         if (mems_updated)
2306                 update_tasks_nodemask(cs);
2307 }
2308
2309 /**
2310  * cpuset_hotplug_update_tasks - update tasks in a cpuset for hotunplug
2311  * @cs: cpuset in interest
2312  *
2313  * Compare @cs's cpu and mem masks against top_cpuset and if some have gone
2314  * offline, update @cs accordingly.  If @cs ends up with no CPU or memory,
2315  * all its tasks are moved to the nearest ancestor with both resources.
2316  */
2317 static void cpuset_hotplug_update_tasks(struct cpuset *cs)
2318 {
2319         static cpumask_t new_cpus;
2320         static nodemask_t new_mems;
2321         bool cpus_updated;
2322         bool mems_updated;
2323 retry:
2324         wait_event(cpuset_attach_wq, cs->attach_in_progress == 0);
2325
2326         mutex_lock(&cpuset_mutex);
2327
2328         /*
2329          * We have raced with task attaching. We wait until attaching
2330          * is finished, so we won't attach a task to an empty cpuset.
2331          */
2332         if (cs->attach_in_progress) {
2333                 mutex_unlock(&cpuset_mutex);
2334                 goto retry;
2335         }
2336
2337         cpumask_and(&new_cpus, cs->cpus_allowed, parent_cs(cs)->effective_cpus);
2338         nodes_and(new_mems, cs->mems_allowed, parent_cs(cs)->effective_mems);
2339
2340         cpus_updated = !cpumask_equal(&new_cpus, cs->effective_cpus);
2341         mems_updated = !nodes_equal(new_mems, cs->effective_mems);
2342
2343         if (is_in_v2_mode())
2344                 hotplug_update_tasks(cs, &new_cpus, &new_mems,
2345                                      cpus_updated, mems_updated);
2346         else
2347                 hotplug_update_tasks_legacy(cs, &new_cpus, &new_mems,
2348                                             cpus_updated, mems_updated);
2349
2350         mutex_unlock(&cpuset_mutex);
2351 }
2352
2353 static bool force_rebuild;
2354
2355 void cpuset_force_rebuild(void)
2356 {
2357         force_rebuild = true;
2358 }
2359
2360 /**
2361  * cpuset_hotplug_workfn - handle CPU/memory hotunplug for a cpuset
2362  *
2363  * This function is called after either CPU or memory configuration has
2364  * changed and updates cpuset accordingly.  The top_cpuset is always
2365  * synchronized to cpu_active_mask and N_MEMORY, which is necessary in
2366  * order to make cpusets transparent (of no affect) on systems that are
2367  * actively using CPU hotplug but making no active use of cpusets.
2368  *
2369  * Non-root cpusets are only affected by offlining.  If any CPUs or memory
2370  * nodes have been taken down, cpuset_hotplug_update_tasks() is invoked on
2371  * all descendants.
2372  *
2373  * Note that CPU offlining during suspend is ignored.  We don't modify
2374  * cpusets across suspend/resume cycles at all.
2375  */
2376 static void cpuset_hotplug_workfn(struct work_struct *work)
2377 {
2378         static cpumask_t new_cpus;
2379         static nodemask_t new_mems;
2380         bool cpus_updated, mems_updated;
2381         bool on_dfl = is_in_v2_mode();
2382
2383         mutex_lock(&cpuset_mutex);
2384
2385         /* fetch the available cpus/mems and find out which changed how */
2386         cpumask_copy(&new_cpus, cpu_active_mask);
2387         new_mems = node_states[N_MEMORY];
2388
2389         cpus_updated = !cpumask_equal(top_cpuset.effective_cpus, &new_cpus);
2390         mems_updated = !nodes_equal(top_cpuset.effective_mems, new_mems);
2391
2392         /* synchronize cpus_allowed to cpu_active_mask */
2393         if (cpus_updated) {
2394                 spin_lock_irq(&callback_lock);
2395                 if (!on_dfl)
2396                         cpumask_copy(top_cpuset.cpus_allowed, &new_cpus);
2397                 cpumask_copy(top_cpuset.effective_cpus, &new_cpus);
2398                 spin_unlock_irq(&callback_lock);
2399                 /* we don't mess with cpumasks of tasks in top_cpuset */
2400         }
2401
2402         /* synchronize mems_allowed to N_MEMORY */
2403         if (mems_updated) {
2404                 spin_lock_irq(&callback_lock);
2405                 if (!on_dfl)
2406                         top_cpuset.mems_allowed = new_mems;
2407                 top_cpuset.effective_mems = new_mems;
2408                 spin_unlock_irq(&callback_lock);
2409                 update_tasks_nodemask(&top_cpuset);
2410         }
2411
2412         mutex_unlock(&cpuset_mutex);
2413
2414         /* if cpus or mems changed, we need to propagate to descendants */
2415         if (cpus_updated || mems_updated) {
2416                 struct cpuset *cs;
2417                 struct cgroup_subsys_state *pos_css;
2418
2419                 rcu_read_lock();
2420                 cpuset_for_each_descendant_pre(cs, pos_css, &top_cpuset) {
2421                         if (cs == &top_cpuset || !css_tryget_online(&cs->css))
2422                                 continue;
2423                         rcu_read_unlock();
2424
2425                         cpuset_hotplug_update_tasks(cs);
2426
2427                         rcu_read_lock();
2428                         css_put(&cs->css);
2429                 }
2430                 rcu_read_unlock();
2431         }
2432
2433         /* rebuild sched domains if cpus_allowed has changed */
2434         if (cpus_updated || force_rebuild) {
2435                 force_rebuild = false;
2436                 rebuild_sched_domains();
2437         }
2438 }
2439
2440 void cpuset_update_active_cpus(void)
2441 {
2442         /*
2443          * We're inside cpu hotplug critical region which usually nests
2444          * inside cgroup synchronization.  Bounce actual hotplug processing
2445          * to a work item to avoid reverse locking order.
2446          */
2447         schedule_work(&cpuset_hotplug_work);
2448 }
2449
2450 void cpuset_wait_for_hotplug(void)
2451 {
2452         flush_work(&cpuset_hotplug_work);
2453 }
2454
2455 /*
2456  * Keep top_cpuset.mems_allowed tracking node_states[N_MEMORY].
2457  * Call this routine anytime after node_states[N_MEMORY] changes.
2458  * See cpuset_update_active_cpus() for CPU hotplug handling.
2459  */
2460 static int cpuset_track_online_nodes(struct notifier_block *self,
2461                                 unsigned long action, void *arg)
2462 {
2463         schedule_work(&cpuset_hotplug_work);
2464         return NOTIFY_OK;
2465 }
2466
2467 static struct notifier_block cpuset_track_online_nodes_nb = {
2468         .notifier_call = cpuset_track_online_nodes,
2469         .priority = 10,         /* ??! */
2470 };
2471
2472 /**
2473  * cpuset_init_smp - initialize cpus_allowed
2474  *
2475  * Description: Finish top cpuset after cpu, node maps are initialized
2476  */
2477 void __init cpuset_init_smp(void)
2478 {
2479         cpumask_copy(top_cpuset.cpus_allowed, cpu_active_mask);
2480         top_cpuset.mems_allowed = node_states[N_MEMORY];
2481         top_cpuset.old_mems_allowed = top_cpuset.mems_allowed;
2482
2483         cpumask_copy(top_cpuset.effective_cpus, cpu_active_mask);
2484         top_cpuset.effective_mems = node_states[N_MEMORY];
2485
2486         register_hotmemory_notifier(&cpuset_track_online_nodes_nb);
2487
2488         cpuset_migrate_mm_wq = alloc_ordered_workqueue("cpuset_migrate_mm", 0);
2489         BUG_ON(!cpuset_migrate_mm_wq);
2490 }
2491
2492 /**
2493  * cpuset_cpus_allowed - return cpus_allowed mask from a tasks cpuset.
2494  * @tsk: pointer to task_struct from which to obtain cpuset->cpus_allowed.
2495  * @pmask: pointer to struct cpumask variable to receive cpus_allowed set.
2496  *
2497  * Description: Returns the cpumask_var_t cpus_allowed of the cpuset
2498  * attached to the specified @tsk.  Guaranteed to return some non-empty
2499  * subset of cpu_online_mask, even if this means going outside the
2500  * tasks cpuset.
2501  **/
2502
2503 void cpuset_cpus_allowed(struct task_struct *tsk, struct cpumask *pmask)
2504 {
2505         unsigned long flags;
2506
2507         spin_lock_irqsave(&callback_lock, flags);
2508         rcu_read_lock();
2509         guarantee_online_cpus(task_cs(tsk), pmask);
2510         rcu_read_unlock();
2511         spin_unlock_irqrestore(&callback_lock, flags);
2512 }
2513
2514 void cpuset_cpus_allowed_fallback(struct task_struct *tsk)
2515 {
2516         rcu_read_lock();
2517         do_set_cpus_allowed(tsk, task_cs(tsk)->effective_cpus);
2518         rcu_read_unlock();
2519
2520         /*
2521          * We own tsk->cpus_allowed, nobody can change it under us.
2522          *
2523          * But we used cs && cs->cpus_allowed lockless and thus can
2524          * race with cgroup_attach_task() or update_cpumask() and get
2525          * the wrong tsk->cpus_allowed. However, both cases imply the
2526          * subsequent cpuset_change_cpumask()->set_cpus_allowed_ptr()
2527          * which takes task_rq_lock().
2528          *
2529          * If we are called after it dropped the lock we must see all
2530          * changes in tsk_cs()->cpus_allowed. Otherwise we can temporary
2531          * set any mask even if it is not right from task_cs() pov,
2532          * the pending set_cpus_allowed_ptr() will fix things.
2533          *
2534          * select_fallback_rq() will fix things ups and set cpu_possible_mask
2535          * if required.
2536          */
2537 }
2538
2539 void __init cpuset_init_current_mems_allowed(void)
2540 {
2541         nodes_setall(current->mems_allowed);
2542 }
2543
2544 /**
2545  * cpuset_mems_allowed - return mems_allowed mask from a tasks cpuset.
2546  * @tsk: pointer to task_struct from which to obtain cpuset->mems_allowed.
2547  *
2548  * Description: Returns the nodemask_t mems_allowed of the cpuset
2549  * attached to the specified @tsk.  Guaranteed to return some non-empty
2550  * subset of node_states[N_MEMORY], even if this means going outside the
2551  * tasks cpuset.
2552  **/
2553
2554 nodemask_t cpuset_mems_allowed(struct task_struct *tsk)
2555 {
2556         nodemask_t mask;
2557         unsigned long flags;
2558
2559         spin_lock_irqsave(&callback_lock, flags);
2560         rcu_read_lock();
2561         guarantee_online_mems(task_cs(tsk), &mask);
2562         rcu_read_unlock();
2563         spin_unlock_irqrestore(&callback_lock, flags);
2564
2565         return mask;
2566 }
2567
2568 /**
2569  * cpuset_nodemask_valid_mems_allowed - check nodemask vs. curremt mems_allowed
2570  * @nodemask: the nodemask to be checked
2571  *
2572  * Are any of the nodes in the nodemask allowed in current->mems_allowed?
2573  */
2574 int cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(nodemask_t *nodemask)
2575 {
2576         return nodes_intersects(*nodemask, current->mems_allowed);
2577 }
2578
2579 /*
2580  * nearest_hardwall_ancestor() - Returns the nearest mem_exclusive or
2581  * mem_hardwall ancestor to the specified cpuset.  Call holding
2582  * callback_lock.  If no ancestor is mem_exclusive or mem_hardwall
2583  * (an unusual configuration), then returns the root cpuset.
2584  */
2585 static struct cpuset *nearest_hardwall_ancestor(struct cpuset *cs)
2586 {
2587         while (!(is_mem_exclusive(cs) || is_mem_hardwall(cs)) && parent_cs(cs))
2588                 cs = parent_cs(cs);
2589         return cs;
2590 }
2591
2592 /**
2593  * cpuset_node_allowed - Can we allocate on a memory node?
2594  * @node: is this an allowed node?
2595  * @gfp_mask: memory allocation flags
2596  *
2597  * If we're in interrupt, yes, we can always allocate.  If @node is set in
2598  * current's mems_allowed, yes.  If it's not a __GFP_HARDWALL request and this
2599  * node is set in the nearest hardwalled cpuset ancestor to current's cpuset,
2600  * yes.  If current has access to memory reserves as an oom victim, yes.
2601  * Otherwise, no.
2602  *
2603  * GFP_USER allocations are marked with the __GFP_HARDWALL bit,
2604  * and do not allow allocations outside the current tasks cpuset
2605  * unless the task has been OOM killed.
2606  * GFP_KERNEL allocations are not so marked, so can escape to the
2607  * nearest enclosing hardwalled ancestor cpuset.
2608  *
2609  * Scanning up parent cpusets requires callback_lock.  The
2610  * __alloc_pages() routine only calls here with __GFP_HARDWALL bit
2611  * _not_ set if it's a GFP_KERNEL allocation, and all nodes in the
2612  * current tasks mems_allowed came up empty on the first pass over
2613  * the zonelist.  So only GFP_KERNEL allocations, if all nodes in the
2614  * cpuset are short of memory, might require taking the callback_lock.
2615  *
2616  * The first call here from mm/page_alloc:get_page_from_freelist()
2617  * has __GFP_HARDWALL set in gfp_mask, enforcing hardwall cpusets,
2618  * so no allocation on a node outside the cpuset is allowed (unless
2619  * in interrupt, of course).
2620  *
2621  * The second pass through get_page_from_freelist() doesn't even call
2622  * here for GFP_ATOMIC calls.  For those calls, the __alloc_pages()
2623  * variable 'wait' is not set, and the bit ALLOC_CPUSET is not set
2624  * in alloc_flags.  That logic and the checks below have the combined
2625  * affect that:
2626  *      in_interrupt - any node ok (current task context irrelevant)
2627  *      GFP_ATOMIC   - any node ok
2628  *      tsk_is_oom_victim   - any node ok
2629  *      GFP_KERNEL   - any node in enclosing hardwalled cpuset ok
2630  *      GFP_USER     - only nodes in current tasks mems allowed ok.
2631  */
2632 bool __cpuset_node_allowed(int node, gfp_t gfp_mask)
2633 {
2634         struct cpuset *cs;              /* current cpuset ancestors */
2635         int allowed;                    /* is allocation in zone z allowed? */
2636         unsigned long flags;
2637
2638         if (in_interrupt())
2639                 return true;
2640         if (node_isset(node, current->mems_allowed))
2641                 return true;
2642         /*
2643          * Allow tasks that have access to memory reserves because they have
2644          * been OOM killed to get memory anywhere.
2645          */
2646         if (unlikely(tsk_is_oom_victim(current)))
2647                 return true;
2648         if (gfp_mask & __GFP_HARDWALL)  /* If hardwall request, stop here */
2649                 return false;
2650
2651         if (current->flags & PF_EXITING) /* Let dying task have memory */
2652                 return true;
2653
2654         /* Not hardwall and node outside mems_allowed: scan up cpusets */
2655         spin_lock_irqsave(&callback_lock, flags);
2656
2657         rcu_read_lock();
2658         cs = nearest_hardwall_ancestor(task_cs(current));
2659         allowed = node_isset(node, cs->mems_allowed);
2660         rcu_read_unlock();
2661
2662         spin_unlock_irqrestore(&callback_lock, flags);
2663         return allowed;
2664 }
2665
2666 /**
2667  * cpuset_mem_spread_node() - On which node to begin search for a file page
2668  * cpuset_slab_spread_node() - On which node to begin search for a slab page
2669  *
2670  * If a task is marked PF_SPREAD_PAGE or PF_SPREAD_SLAB (as for
2671  * tasks in a cpuset with is_spread_page or is_spread_slab set),
2672  * and if the memory allocation used cpuset_mem_spread_node()
2673  * to determine on which node to start looking, as it will for
2674  * certain page cache or slab cache pages such as used for file
2675  * system buffers and inode caches, then instead of starting on the
2676  * local node to look for a free page, rather spread the starting
2677  * node around the tasks mems_allowed nodes.
2678  *
2679  * We don't have to worry about the returned node being offline
2680  * because "it can't happen", and even if it did, it would be ok.
2681  *
2682  * The routines calling guarantee_online_mems() are careful to
2683  * only set nodes in task->mems_allowed that are online.  So it
2684  * should not be possible for the following code to return an
2685  * offline node.  But if it did, that would be ok, as this routine
2686  * is not returning the node where the allocation must be, only
2687  * the node where the search should start.  The zonelist passed to
2688  * __alloc_pages() will include all nodes.  If the slab allocator
2689  * is passed an offline node, it will fall back to the local node.
2690  * See kmem_cache_alloc_node().
2691  */
2692
2693 static int cpuset_spread_node(int *rotor)
2694 {
2695         return *rotor = next_node_in(*rotor, current->mems_allowed);
2696 }
2697
2698 int cpuset_mem_spread_node(void)
2699 {
2700         if (current->cpuset_mem_spread_rotor == NUMA_NO_NODE)
2701                 current->cpuset_mem_spread_rotor =
2702                         node_random(&current->mems_allowed);
2703
2704         return cpuset_spread_node(&current->cpuset_mem_spread_rotor);
2705 }
2706
2707 int cpuset_slab_spread_node(void)
2708 {
2709         if (current->cpuset_slab_spread_rotor == NUMA_NO_NODE)
2710                 current->cpuset_slab_spread_rotor =
2711                         node_random(&current->mems_allowed);
2712
2713         return cpuset_spread_node(&current->cpuset_slab_spread_rotor);
2714 }
2715
2716 EXPORT_SYMBOL_GPL(cpuset_mem_spread_node);
2717
2718 /**
2719  * cpuset_mems_allowed_intersects - Does @tsk1's mems_allowed intersect @tsk2's?
2720  * @tsk1: pointer to task_struct of some task.
2721  * @tsk2: pointer to task_struct of some other task.
2722  *
2723  * Description: Return true if @tsk1's mems_allowed intersects the
2724  * mems_allowed of @tsk2.  Used by the OOM killer to determine if
2725  * one of the task's memory usage might impact the memory available
2726  * to the other.
2727  **/
2728
2729 int cpuset_mems_allowed_intersects(const struct task_struct *tsk1,
2730                                    const struct task_struct *tsk2)
2731 {
2732         return nodes_intersects(tsk1->mems_allowed, tsk2->mems_allowed);
2733 }
2734
2735 /**
2736  * cpuset_print_current_mems_allowed - prints current's cpuset and mems_allowed
2737  *
2738  * Description: Prints current's name, cpuset name, and cached copy of its
2739  * mems_allowed to the kernel log.
2740  */
2741 void cpuset_print_current_mems_allowed(void)
2742 {
2743         struct cgroup *cgrp;
2744
2745         rcu_read_lock();
2746
2747         cgrp = task_cs(current)->css.cgroup;
2748         pr_info("%s cpuset=", current->comm);
2749         pr_cont_cgroup_name(cgrp);
2750         pr_cont(" mems_allowed=%*pbl\n",
2751                 nodemask_pr_args(&current->mems_allowed));
2752
2753         rcu_read_unlock();
2754 }
2755
2756 /*
2757  * Collection of memory_pressure is suppressed unless
2758  * this flag is enabled by writing "1" to the special
2759  * cpuset file 'memory_pressure_enabled' in the root cpuset.
2760  */
2761
2762 int cpuset_memory_pressure_enabled __read_mostly;
2763
2764 /**
2765  * cpuset_memory_pressure_bump - keep stats of per-cpuset reclaims.
2766  *
2767  * Keep a running average of the rate of synchronous (direct)
2768  * page reclaim efforts initiated by tasks in each cpuset.
2769  *
2770  * This represents the rate at which some task in the cpuset
2771  * ran low on memory on all nodes it was allowed to use, and
2772  * had to enter the kernels page reclaim code in an effort to
2773  * create more free memory by tossing clean pages or swapping
2774  * or writing dirty pages.
2775  *
2776  * Display to user space in the per-cpuset read-only file
2777  * "memory_pressure".  Value displayed is an integer
2778  * representing the recent rate of entry into the synchronous
2779  * (direct) page reclaim by any task attached to the cpuset.
2780  **/
2781
2782 void __cpuset_memory_pressure_bump(void)
2783 {
2784         rcu_read_lock();
2785         fmeter_markevent(&task_cs(current)->fmeter);
2786         rcu_read_unlock();
2787 }
2788
2789 #ifdef CONFIG_PROC_PID_CPUSET
2790 /*
2791  * proc_cpuset_show()
2792  *  - Print tasks cpuset path into seq_file.
2793  *  - Used for /proc/<pid>/cpuset.
2794  *  - No need to task_lock(tsk) on this tsk->cpuset reference, as it
2795  *    doesn't really matter if tsk->cpuset changes after we read it,
2796  *    and we take cpuset_mutex, keeping cpuset_attach() from changing it
2797  *    anyway.
2798  */
2799 int proc_cpuset_show(struct seq_file *m, struct pid_namespace *ns,
2800                      struct pid *pid, struct task_struct *tsk)
2801 {
2802         char *buf;
2803         struct cgroup_subsys_state *css;
2804         int retval;
2805
2806         retval = -ENOMEM;
2807         buf = kmalloc(PATH_MAX, GFP_KERNEL);
2808         if (!buf)
2809                 goto out;
2810
2811         css = task_get_css(tsk, cpuset_cgrp_id);
2812         retval = cgroup_path_ns(css->cgroup, buf, PATH_MAX,
2813                                 current->nsproxy->cgroup_ns);
2814         css_put(css);
2815         if (retval >= PATH_MAX)
2816                 retval = -ENAMETOOLONG;
2817         if (retval < 0)
2818                 goto out_free;
2819         seq_puts(m, buf);
2820         seq_putc(m, '\n');
2821         retval = 0;
2822 out_free:
2823         kfree(buf);
2824 out:
2825         return retval;
2826 }
2827 #endif /* CONFIG_PROC_PID_CPUSET */
2828
2829 /* Display task mems_allowed in /proc/<pid>/status file. */
2830 void cpuset_task_status_allowed(struct seq_file *m, struct task_struct *task)
2831 {
2832         seq_printf(m, "Mems_allowed:\t%*pb\n",
2833                    nodemask_pr_args(&task->mems_allowed));
2834         seq_printf(m, "Mems_allowed_list:\t%*pbl\n",
2835                    nodemask_pr_args(&task->mems_allowed));
2836 }