]> asedeno.scripts.mit.edu Git - linux.git/blob - kernel/cgroup/cpuset.c
drm/amd/display: Add pp_smu functions for Renoir
[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/fs_context.h>
43 #include <linux/namei.h>
44 #include <linux/pagemap.h>
45 #include <linux/proc_fs.h>
46 #include <linux/rcupdate.h>
47 #include <linux/sched.h>
48 #include <linux/sched/mm.h>
49 #include <linux/sched/task.h>
50 #include <linux/seq_file.h>
51 #include <linux/security.h>
52 #include <linux/slab.h>
53 #include <linux/spinlock.h>
54 #include <linux/stat.h>
55 #include <linux/string.h>
56 #include <linux/time.h>
57 #include <linux/time64.h>
58 #include <linux/backing-dev.h>
59 #include <linux/sort.h>
60 #include <linux/oom.h>
61 #include <linux/sched/isolation.h>
62 #include <linux/uaccess.h>
63 #include <linux/atomic.h>
64 #include <linux/mutex.h>
65 #include <linux/cgroup.h>
66 #include <linux/wait.h>
67
68 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(cpusets_pre_enable_key);
69 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(cpusets_enabled_key);
70
71 /* See "Frequency meter" comments, below. */
72
73 struct fmeter {
74         int cnt;                /* unprocessed events count */
75         int val;                /* most recent output value */
76         time64_t time;          /* clock (secs) when val computed */
77         spinlock_t lock;        /* guards read or write of above */
78 };
79
80 struct cpuset {
81         struct cgroup_subsys_state css;
82
83         unsigned long flags;            /* "unsigned long" so bitops work */
84
85         /*
86          * On default hierarchy:
87          *
88          * The user-configured masks can only be changed by writing to
89          * cpuset.cpus and cpuset.mems, and won't be limited by the
90          * parent masks.
91          *
92          * The effective masks is the real masks that apply to the tasks
93          * in the cpuset. They may be changed if the configured masks are
94          * changed or hotplug happens.
95          *
96          * effective_mask == configured_mask & parent's effective_mask,
97          * and if it ends up empty, it will inherit the parent's mask.
98          *
99          *
100          * On legacy hierachy:
101          *
102          * The user-configured masks are always the same with effective masks.
103          */
104
105         /* user-configured CPUs and Memory Nodes allow to tasks */
106         cpumask_var_t cpus_allowed;
107         nodemask_t mems_allowed;
108
109         /* effective CPUs and Memory Nodes allow to tasks */
110         cpumask_var_t effective_cpus;
111         nodemask_t effective_mems;
112
113         /*
114          * CPUs allocated to child sub-partitions (default hierarchy only)
115          * - CPUs granted by the parent = effective_cpus U subparts_cpus
116          * - effective_cpus and subparts_cpus are mutually exclusive.
117          *
118          * effective_cpus contains only onlined CPUs, but subparts_cpus
119          * may have offlined ones.
120          */
121         cpumask_var_t subparts_cpus;
122
123         /*
124          * This is old Memory Nodes tasks took on.
125          *
126          * - top_cpuset.old_mems_allowed is initialized to mems_allowed.
127          * - A new cpuset's old_mems_allowed is initialized when some
128          *   task is moved into it.
129          * - old_mems_allowed is used in cpuset_migrate_mm() when we change
130          *   cpuset.mems_allowed and have tasks' nodemask updated, and
131          *   then old_mems_allowed is updated to mems_allowed.
132          */
133         nodemask_t old_mems_allowed;
134
135         struct fmeter fmeter;           /* memory_pressure filter */
136
137         /*
138          * Tasks are being attached to this cpuset.  Used to prevent
139          * zeroing cpus/mems_allowed between ->can_attach() and ->attach().
140          */
141         int attach_in_progress;
142
143         /* partition number for rebuild_sched_domains() */
144         int pn;
145
146         /* for custom sched domain */
147         int relax_domain_level;
148
149         /* number of CPUs in subparts_cpus */
150         int nr_subparts_cpus;
151
152         /* partition root state */
153         int partition_root_state;
154
155         /*
156          * Default hierarchy only:
157          * use_parent_ecpus - set if using parent's effective_cpus
158          * child_ecpus_count - # of children with use_parent_ecpus set
159          */
160         int use_parent_ecpus;
161         int child_ecpus_count;
162 };
163
164 /*
165  * Partition root states:
166  *
167  *   0 - not a partition root
168  *
169  *   1 - partition root
170  *
171  *  -1 - invalid partition root
172  *       None of the cpus in cpus_allowed can be put into the parent's
173  *       subparts_cpus. In this case, the cpuset is not a real partition
174  *       root anymore.  However, the CPU_EXCLUSIVE bit will still be set
175  *       and the cpuset can be restored back to a partition root if the
176  *       parent cpuset can give more CPUs back to this child cpuset.
177  */
178 #define PRS_DISABLED            0
179 #define PRS_ENABLED             1
180 #define PRS_ERROR               -1
181
182 /*
183  * Temporary cpumasks for working with partitions that are passed among
184  * functions to avoid memory allocation in inner functions.
185  */
186 struct tmpmasks {
187         cpumask_var_t addmask, delmask; /* For partition root */
188         cpumask_var_t new_cpus;         /* For update_cpumasks_hier() */
189 };
190
191 static inline struct cpuset *css_cs(struct cgroup_subsys_state *css)
192 {
193         return css ? container_of(css, struct cpuset, css) : NULL;
194 }
195
196 /* Retrieve the cpuset for a task */
197 static inline struct cpuset *task_cs(struct task_struct *task)
198 {
199         return css_cs(task_css(task, cpuset_cgrp_id));
200 }
201
202 static inline struct cpuset *parent_cs(struct cpuset *cs)
203 {
204         return css_cs(cs->css.parent);
205 }
206
207 /* bits in struct cpuset flags field */
208 typedef enum {
209         CS_ONLINE,
210         CS_CPU_EXCLUSIVE,
211         CS_MEM_EXCLUSIVE,
212         CS_MEM_HARDWALL,
213         CS_MEMORY_MIGRATE,
214         CS_SCHED_LOAD_BALANCE,
215         CS_SPREAD_PAGE,
216         CS_SPREAD_SLAB,
217 } cpuset_flagbits_t;
218
219 /* convenient tests for these bits */
220 static inline bool is_cpuset_online(struct cpuset *cs)
221 {
222         return test_bit(CS_ONLINE, &cs->flags) && !css_is_dying(&cs->css);
223 }
224
225 static inline int is_cpu_exclusive(const struct cpuset *cs)
226 {
227         return test_bit(CS_CPU_EXCLUSIVE, &cs->flags);
228 }
229
230 static inline int is_mem_exclusive(const struct cpuset *cs)
231 {
232         return test_bit(CS_MEM_EXCLUSIVE, &cs->flags);
233 }
234
235 static inline int is_mem_hardwall(const struct cpuset *cs)
236 {
237         return test_bit(CS_MEM_HARDWALL, &cs->flags);
238 }
239
240 static inline int is_sched_load_balance(const struct cpuset *cs)
241 {
242         return test_bit(CS_SCHED_LOAD_BALANCE, &cs->flags);
243 }
244
245 static inline int is_memory_migrate(const struct cpuset *cs)
246 {
247         return test_bit(CS_MEMORY_MIGRATE, &cs->flags);
248 }
249
250 static inline int is_spread_page(const struct cpuset *cs)
251 {
252         return test_bit(CS_SPREAD_PAGE, &cs->flags);
253 }
254
255 static inline int is_spread_slab(const struct cpuset *cs)
256 {
257         return test_bit(CS_SPREAD_SLAB, &cs->flags);
258 }
259
260 static inline int is_partition_root(const struct cpuset *cs)
261 {
262         return cs->partition_root_state > 0;
263 }
264
265 static struct cpuset top_cpuset = {
266         .flags = ((1 << CS_ONLINE) | (1 << CS_CPU_EXCLUSIVE) |
267                   (1 << CS_MEM_EXCLUSIVE)),
268         .partition_root_state = PRS_ENABLED,
269 };
270
271 /**
272  * cpuset_for_each_child - traverse online children of a cpuset
273  * @child_cs: loop cursor pointing to the current child
274  * @pos_css: used for iteration
275  * @parent_cs: target cpuset to walk children of
276  *
277  * Walk @child_cs through the online children of @parent_cs.  Must be used
278  * with RCU read locked.
279  */
280 #define cpuset_for_each_child(child_cs, pos_css, parent_cs)             \
281         css_for_each_child((pos_css), &(parent_cs)->css)                \
282                 if (is_cpuset_online(((child_cs) = css_cs((pos_css)))))
283
284 /**
285  * cpuset_for_each_descendant_pre - pre-order walk of a cpuset's descendants
286  * @des_cs: loop cursor pointing to the current descendant
287  * @pos_css: used for iteration
288  * @root_cs: target cpuset to walk ancestor of
289  *
290  * Walk @des_cs through the online descendants of @root_cs.  Must be used
291  * with RCU read locked.  The caller may modify @pos_css by calling
292  * css_rightmost_descendant() to skip subtree.  @root_cs is included in the
293  * iteration and the first node to be visited.
294  */
295 #define cpuset_for_each_descendant_pre(des_cs, pos_css, root_cs)        \
296         css_for_each_descendant_pre((pos_css), &(root_cs)->css)         \
297                 if (is_cpuset_online(((des_cs) = css_cs((pos_css)))))
298
299 /*
300  * There are two global locks guarding cpuset structures - cpuset_mutex and
301  * callback_lock. We also require taking task_lock() when dereferencing a
302  * task's cpuset pointer. See "The task_lock() exception", at the end of this
303  * comment.
304  *
305  * A task must hold both locks to modify cpusets.  If a task holds
306  * cpuset_mutex, then it blocks others wanting that mutex, ensuring that it
307  * is the only task able to also acquire callback_lock and be able to
308  * modify cpusets.  It can perform various checks on the cpuset structure
309  * first, knowing nothing will change.  It can also allocate memory while
310  * just holding cpuset_mutex.  While it is performing these checks, various
311  * callback routines can briefly acquire callback_lock to query cpusets.
312  * Once it is ready to make the changes, it takes callback_lock, blocking
313  * everyone else.
314  *
315  * Calls to the kernel memory allocator can not be made while holding
316  * callback_lock, as that would risk double tripping on callback_lock
317  * from one of the callbacks into the cpuset code from within
318  * __alloc_pages().
319  *
320  * If a task is only holding callback_lock, then it has read-only
321  * access to cpusets.
322  *
323  * Now, the task_struct fields mems_allowed and mempolicy may be changed
324  * by other task, we use alloc_lock in the task_struct fields to protect
325  * them.
326  *
327  * The cpuset_common_file_read() handlers only hold callback_lock across
328  * small pieces of code, such as when reading out possibly multi-word
329  * cpumasks and nodemasks.
330  *
331  * Accessing a task's cpuset should be done in accordance with the
332  * guidelines for accessing subsystem state in kernel/cgroup.c
333  */
334
335 static DEFINE_MUTEX(cpuset_mutex);
336 static DEFINE_SPINLOCK(callback_lock);
337
338 static struct workqueue_struct *cpuset_migrate_mm_wq;
339
340 /*
341  * CPU / memory hotplug is handled asynchronously.
342  */
343 static void cpuset_hotplug_workfn(struct work_struct *work);
344 static DECLARE_WORK(cpuset_hotplug_work, cpuset_hotplug_workfn);
345
346 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(cpuset_attach_wq);
347
348 /*
349  * Cgroup v2 behavior is used when on default hierarchy or the
350  * cgroup_v2_mode flag is set.
351  */
352 static inline bool is_in_v2_mode(void)
353 {
354         return cgroup_subsys_on_dfl(cpuset_cgrp_subsys) ||
355               (cpuset_cgrp_subsys.root->flags & CGRP_ROOT_CPUSET_V2_MODE);
356 }
357
358 /*
359  * Return in pmask the portion of a cpusets's cpus_allowed that
360  * are online.  If none are online, walk up the cpuset hierarchy
361  * until we find one that does have some online cpus.
362  *
363  * One way or another, we guarantee to return some non-empty subset
364  * of cpu_online_mask.
365  *
366  * Call with callback_lock or cpuset_mutex held.
367  */
368 static void guarantee_online_cpus(struct cpuset *cs, struct cpumask *pmask)
369 {
370         while (!cpumask_intersects(cs->effective_cpus, cpu_online_mask)) {
371                 cs = parent_cs(cs);
372                 if (unlikely(!cs)) {
373                         /*
374                          * The top cpuset doesn't have any online cpu as a
375                          * consequence of a race between cpuset_hotplug_work
376                          * and cpu hotplug notifier.  But we know the top
377                          * cpuset's effective_cpus is on its way to to be
378                          * identical to cpu_online_mask.
379                          */
380                         cpumask_copy(pmask, cpu_online_mask);
381                         return;
382                 }
383         }
384         cpumask_and(pmask, cs->effective_cpus, cpu_online_mask);
385 }
386
387 /*
388  * Return in *pmask the portion of a cpusets's mems_allowed that
389  * are online, with memory.  If none are online with memory, walk
390  * up the cpuset hierarchy until we find one that does have some
391  * online mems.  The top cpuset always has some mems online.
392  *
393  * One way or another, we guarantee to return some non-empty subset
394  * of node_states[N_MEMORY].
395  *
396  * Call with callback_lock or cpuset_mutex held.
397  */
398 static void guarantee_online_mems(struct cpuset *cs, nodemask_t *pmask)
399 {
400         while (!nodes_intersects(cs->effective_mems, node_states[N_MEMORY]))
401                 cs = parent_cs(cs);
402         nodes_and(*pmask, cs->effective_mems, node_states[N_MEMORY]);
403 }
404
405 /*
406  * update task's spread flag if cpuset's page/slab spread flag is set
407  *
408  * Call with callback_lock or cpuset_mutex held.
409  */
410 static void cpuset_update_task_spread_flag(struct cpuset *cs,
411                                         struct task_struct *tsk)
412 {
413         if (is_spread_page(cs))
414                 task_set_spread_page(tsk);
415         else
416                 task_clear_spread_page(tsk);
417
418         if (is_spread_slab(cs))
419                 task_set_spread_slab(tsk);
420         else
421                 task_clear_spread_slab(tsk);
422 }
423
424 /*
425  * is_cpuset_subset(p, q) - Is cpuset p a subset of cpuset q?
426  *
427  * One cpuset is a subset of another if all its allowed CPUs and
428  * Memory Nodes are a subset of the other, and its exclusive flags
429  * are only set if the other's are set.  Call holding cpuset_mutex.
430  */
431
432 static int is_cpuset_subset(const struct cpuset *p, const struct cpuset *q)
433 {
434         return  cpumask_subset(p->cpus_allowed, q->cpus_allowed) &&
435                 nodes_subset(p->mems_allowed, q->mems_allowed) &&
436                 is_cpu_exclusive(p) <= is_cpu_exclusive(q) &&
437                 is_mem_exclusive(p) <= is_mem_exclusive(q);
438 }
439
440 /**
441  * alloc_cpumasks - allocate three cpumasks for cpuset
442  * @cs:  the cpuset that have cpumasks to be allocated.
443  * @tmp: the tmpmasks structure pointer
444  * Return: 0 if successful, -ENOMEM otherwise.
445  *
446  * Only one of the two input arguments should be non-NULL.
447  */
448 static inline int alloc_cpumasks(struct cpuset *cs, struct tmpmasks *tmp)
449 {
450         cpumask_var_t *pmask1, *pmask2, *pmask3;
451
452         if (cs) {
453                 pmask1 = &cs->cpus_allowed;
454                 pmask2 = &cs->effective_cpus;
455                 pmask3 = &cs->subparts_cpus;
456         } else {
457                 pmask1 = &tmp->new_cpus;
458                 pmask2 = &tmp->addmask;
459                 pmask3 = &tmp->delmask;
460         }
461
462         if (!zalloc_cpumask_var(pmask1, GFP_KERNEL))
463                 return -ENOMEM;
464
465         if (!zalloc_cpumask_var(pmask2, GFP_KERNEL))
466                 goto free_one;
467
468         if (!zalloc_cpumask_var(pmask3, GFP_KERNEL))
469                 goto free_two;
470
471         return 0;
472
473 free_two:
474         free_cpumask_var(*pmask2);
475 free_one:
476         free_cpumask_var(*pmask1);
477         return -ENOMEM;
478 }
479
480 /**
481  * free_cpumasks - free cpumasks in a tmpmasks structure
482  * @cs:  the cpuset that have cpumasks to be free.
483  * @tmp: the tmpmasks structure pointer
484  */
485 static inline void free_cpumasks(struct cpuset *cs, struct tmpmasks *tmp)
486 {
487         if (cs) {
488                 free_cpumask_var(cs->cpus_allowed);
489                 free_cpumask_var(cs->effective_cpus);
490                 free_cpumask_var(cs->subparts_cpus);
491         }
492         if (tmp) {
493                 free_cpumask_var(tmp->new_cpus);
494                 free_cpumask_var(tmp->addmask);
495                 free_cpumask_var(tmp->delmask);
496         }
497 }
498
499 /**
500  * alloc_trial_cpuset - allocate a trial cpuset
501  * @cs: the cpuset that the trial cpuset duplicates
502  */
503 static struct cpuset *alloc_trial_cpuset(struct cpuset *cs)
504 {
505         struct cpuset *trial;
506
507         trial = kmemdup(cs, sizeof(*cs), GFP_KERNEL);
508         if (!trial)
509                 return NULL;
510
511         if (alloc_cpumasks(trial, NULL)) {
512                 kfree(trial);
513                 return NULL;
514         }
515
516         cpumask_copy(trial->cpus_allowed, cs->cpus_allowed);
517         cpumask_copy(trial->effective_cpus, cs->effective_cpus);
518         return trial;
519 }
520
521 /**
522  * free_cpuset - free the cpuset
523  * @cs: the cpuset to be freed
524  */
525 static inline void free_cpuset(struct cpuset *cs)
526 {
527         free_cpumasks(cs, NULL);
528         kfree(cs);
529 }
530
531 /*
532  * validate_change() - Used to validate that any proposed cpuset change
533  *                     follows the structural rules for cpusets.
534  *
535  * If we replaced the flag and mask values of the current cpuset
536  * (cur) with those values in the trial cpuset (trial), would
537  * our various subset and exclusive rules still be valid?  Presumes
538  * cpuset_mutex held.
539  *
540  * 'cur' is the address of an actual, in-use cpuset.  Operations
541  * such as list traversal that depend on the actual address of the
542  * cpuset in the list must use cur below, not trial.
543  *
544  * 'trial' is the address of bulk structure copy of cur, with
545  * perhaps one or more of the fields cpus_allowed, mems_allowed,
546  * or flags changed to new, trial values.
547  *
548  * Return 0 if valid, -errno if not.
549  */
550
551 static int validate_change(struct cpuset *cur, struct cpuset *trial)
552 {
553         struct cgroup_subsys_state *css;
554         struct cpuset *c, *par;
555         int ret;
556
557         rcu_read_lock();
558
559         /* Each of our child cpusets must be a subset of us */
560         ret = -EBUSY;
561         cpuset_for_each_child(c, css, cur)
562                 if (!is_cpuset_subset(c, trial))
563                         goto out;
564
565         /* Remaining checks don't apply to root cpuset */
566         ret = 0;
567         if (cur == &top_cpuset)
568                 goto out;
569
570         par = parent_cs(cur);
571
572         /* On legacy hiearchy, we must be a subset of our parent cpuset. */
573         ret = -EACCES;
574         if (!is_in_v2_mode() && !is_cpuset_subset(trial, par))
575                 goto out;
576
577         /*
578          * If either I or some sibling (!= me) is exclusive, we can't
579          * overlap
580          */
581         ret = -EINVAL;
582         cpuset_for_each_child(c, css, par) {
583                 if ((is_cpu_exclusive(trial) || is_cpu_exclusive(c)) &&
584                     c != cur &&
585                     cpumask_intersects(trial->cpus_allowed, c->cpus_allowed))
586                         goto out;
587                 if ((is_mem_exclusive(trial) || is_mem_exclusive(c)) &&
588                     c != cur &&
589                     nodes_intersects(trial->mems_allowed, c->mems_allowed))
590                         goto out;
591         }
592
593         /*
594          * Cpusets with tasks - existing or newly being attached - can't
595          * be changed to have empty cpus_allowed or mems_allowed.
596          */
597         ret = -ENOSPC;
598         if ((cgroup_is_populated(cur->css.cgroup) || cur->attach_in_progress)) {
599                 if (!cpumask_empty(cur->cpus_allowed) &&
600                     cpumask_empty(trial->cpus_allowed))
601                         goto out;
602                 if (!nodes_empty(cur->mems_allowed) &&
603                     nodes_empty(trial->mems_allowed))
604                         goto out;
605         }
606
607         /*
608          * We can't shrink if we won't have enough room for SCHED_DEADLINE
609          * tasks.
610          */
611         ret = -EBUSY;
612         if (is_cpu_exclusive(cur) &&
613             !cpuset_cpumask_can_shrink(cur->cpus_allowed,
614                                        trial->cpus_allowed))
615                 goto out;
616
617         ret = 0;
618 out:
619         rcu_read_unlock();
620         return ret;
621 }
622
623 #ifdef CONFIG_SMP
624 /*
625  * Helper routine for generate_sched_domains().
626  * Do cpusets a, b have overlapping effective cpus_allowed masks?
627  */
628 static int cpusets_overlap(struct cpuset *a, struct cpuset *b)
629 {
630         return cpumask_intersects(a->effective_cpus, b->effective_cpus);
631 }
632
633 static void
634 update_domain_attr(struct sched_domain_attr *dattr, struct cpuset *c)
635 {
636         if (dattr->relax_domain_level < c->relax_domain_level)
637                 dattr->relax_domain_level = c->relax_domain_level;
638         return;
639 }
640
641 static void update_domain_attr_tree(struct sched_domain_attr *dattr,
642                                     struct cpuset *root_cs)
643 {
644         struct cpuset *cp;
645         struct cgroup_subsys_state *pos_css;
646
647         rcu_read_lock();
648         cpuset_for_each_descendant_pre(cp, pos_css, root_cs) {
649                 /* skip the whole subtree if @cp doesn't have any CPU */
650                 if (cpumask_empty(cp->cpus_allowed)) {
651                         pos_css = css_rightmost_descendant(pos_css);
652                         continue;
653                 }
654
655                 if (is_sched_load_balance(cp))
656                         update_domain_attr(dattr, cp);
657         }
658         rcu_read_unlock();
659 }
660
661 /* Must be called with cpuset_mutex held.  */
662 static inline int nr_cpusets(void)
663 {
664         /* jump label reference count + the top-level cpuset */
665         return static_key_count(&cpusets_enabled_key.key) + 1;
666 }
667
668 /*
669  * generate_sched_domains()
670  *
671  * This function builds a partial partition of the systems CPUs
672  * A 'partial partition' is a set of non-overlapping subsets whose
673  * union is a subset of that set.
674  * The output of this function needs to be passed to kernel/sched/core.c
675  * partition_sched_domains() routine, which will rebuild the scheduler's
676  * load balancing domains (sched domains) as specified by that partial
677  * partition.
678  *
679  * See "What is sched_load_balance" in Documentation/admin-guide/cgroup-v1/cpusets.rst
680  * for a background explanation of this.
681  *
682  * Does not return errors, on the theory that the callers of this
683  * routine would rather not worry about failures to rebuild sched
684  * domains when operating in the severe memory shortage situations
685  * that could cause allocation failures below.
686  *
687  * Must be called with cpuset_mutex held.
688  *
689  * The three key local variables below are:
690  *    cp - cpuset pointer, used (together with pos_css) to perform a
691  *         top-down scan of all cpusets. For our purposes, rebuilding
692  *         the schedulers sched domains, we can ignore !is_sched_load_
693  *         balance cpusets.
694  *  csa  - (for CpuSet Array) Array of pointers to all the cpusets
695  *         that need to be load balanced, for convenient iterative
696  *         access by the subsequent code that finds the best partition,
697  *         i.e the set of domains (subsets) of CPUs such that the
698  *         cpus_allowed of every cpuset marked is_sched_load_balance
699  *         is a subset of one of these domains, while there are as
700  *         many such domains as possible, each as small as possible.
701  * doms  - Conversion of 'csa' to an array of cpumasks, for passing to
702  *         the kernel/sched/core.c routine partition_sched_domains() in a
703  *         convenient format, that can be easily compared to the prior
704  *         value to determine what partition elements (sched domains)
705  *         were changed (added or removed.)
706  *
707  * Finding the best partition (set of domains):
708  *      The triple nested loops below over i, j, k scan over the
709  *      load balanced cpusets (using the array of cpuset pointers in
710  *      csa[]) looking for pairs of cpusets that have overlapping
711  *      cpus_allowed, but which don't have the same 'pn' partition
712  *      number and gives them in the same partition number.  It keeps
713  *      looping on the 'restart' label until it can no longer find
714  *      any such pairs.
715  *
716  *      The union of the cpus_allowed masks from the set of
717  *      all cpusets having the same 'pn' value then form the one
718  *      element of the partition (one sched domain) to be passed to
719  *      partition_sched_domains().
720  */
721 static int generate_sched_domains(cpumask_var_t **domains,
722                         struct sched_domain_attr **attributes)
723 {
724         struct cpuset *cp;      /* top-down scan of cpusets */
725         struct cpuset **csa;    /* array of all cpuset ptrs */
726         int csn;                /* how many cpuset ptrs in csa so far */
727         int i, j, k;            /* indices for partition finding loops */
728         cpumask_var_t *doms;    /* resulting partition; i.e. sched domains */
729         struct sched_domain_attr *dattr;  /* attributes for custom domains */
730         int ndoms = 0;          /* number of sched domains in result */
731         int nslot;              /* next empty doms[] struct cpumask slot */
732         struct cgroup_subsys_state *pos_css;
733         bool root_load_balance = is_sched_load_balance(&top_cpuset);
734
735         doms = NULL;
736         dattr = NULL;
737         csa = NULL;
738
739         /* Special case for the 99% of systems with one, full, sched domain */
740         if (root_load_balance && !top_cpuset.nr_subparts_cpus) {
741                 ndoms = 1;
742                 doms = alloc_sched_domains(ndoms);
743                 if (!doms)
744                         goto done;
745
746                 dattr = kmalloc(sizeof(struct sched_domain_attr), GFP_KERNEL);
747                 if (dattr) {
748                         *dattr = SD_ATTR_INIT;
749                         update_domain_attr_tree(dattr, &top_cpuset);
750                 }
751                 cpumask_and(doms[0], top_cpuset.effective_cpus,
752                             housekeeping_cpumask(HK_FLAG_DOMAIN));
753
754                 goto done;
755         }
756
757         csa = kmalloc_array(nr_cpusets(), sizeof(cp), GFP_KERNEL);
758         if (!csa)
759                 goto done;
760         csn = 0;
761
762         rcu_read_lock();
763         if (root_load_balance)
764                 csa[csn++] = &top_cpuset;
765         cpuset_for_each_descendant_pre(cp, pos_css, &top_cpuset) {
766                 if (cp == &top_cpuset)
767                         continue;
768                 /*
769                  * Continue traversing beyond @cp iff @cp has some CPUs and
770                  * isn't load balancing.  The former is obvious.  The
771                  * latter: All child cpusets contain a subset of the
772                  * parent's cpus, so just skip them, and then we call
773                  * update_domain_attr_tree() to calc relax_domain_level of
774                  * the corresponding sched domain.
775                  *
776                  * If root is load-balancing, we can skip @cp if it
777                  * is a subset of the root's effective_cpus.
778                  */
779                 if (!cpumask_empty(cp->cpus_allowed) &&
780                     !(is_sched_load_balance(cp) &&
781                       cpumask_intersects(cp->cpus_allowed,
782                                          housekeeping_cpumask(HK_FLAG_DOMAIN))))
783                         continue;
784
785                 if (root_load_balance &&
786                     cpumask_subset(cp->cpus_allowed, top_cpuset.effective_cpus))
787                         continue;
788
789                 if (is_sched_load_balance(cp))
790                         csa[csn++] = cp;
791
792                 /* skip @cp's subtree if not a partition root */
793                 if (!is_partition_root(cp))
794                         pos_css = css_rightmost_descendant(pos_css);
795         }
796         rcu_read_unlock();
797
798         for (i = 0; i < csn; i++)
799                 csa[i]->pn = i;
800         ndoms = csn;
801
802 restart:
803         /* Find the best partition (set of sched domains) */
804         for (i = 0; i < csn; i++) {
805                 struct cpuset *a = csa[i];
806                 int apn = a->pn;
807
808                 for (j = 0; j < csn; j++) {
809                         struct cpuset *b = csa[j];
810                         int bpn = b->pn;
811
812                         if (apn != bpn && cpusets_overlap(a, b)) {
813                                 for (k = 0; k < csn; k++) {
814                                         struct cpuset *c = csa[k];
815
816                                         if (c->pn == bpn)
817                                                 c->pn = apn;
818                                 }
819                                 ndoms--;        /* one less element */
820                                 goto restart;
821                         }
822                 }
823         }
824
825         /*
826          * Now we know how many domains to create.
827          * Convert <csn, csa> to <ndoms, doms> and populate cpu masks.
828          */
829         doms = alloc_sched_domains(ndoms);
830         if (!doms)
831                 goto done;
832
833         /*
834          * The rest of the code, including the scheduler, can deal with
835          * dattr==NULL case. No need to abort if alloc fails.
836          */
837         dattr = kmalloc_array(ndoms, sizeof(struct sched_domain_attr),
838                               GFP_KERNEL);
839
840         for (nslot = 0, i = 0; i < csn; i++) {
841                 struct cpuset *a = csa[i];
842                 struct cpumask *dp;
843                 int apn = a->pn;
844
845                 if (apn < 0) {
846                         /* Skip completed partitions */
847                         continue;
848                 }
849
850                 dp = doms[nslot];
851
852                 if (nslot == ndoms) {
853                         static int warnings = 10;
854                         if (warnings) {
855                                 pr_warn("rebuild_sched_domains confused: nslot %d, ndoms %d, csn %d, i %d, apn %d\n",
856                                         nslot, ndoms, csn, i, apn);
857                                 warnings--;
858                         }
859                         continue;
860                 }
861
862                 cpumask_clear(dp);
863                 if (dattr)
864                         *(dattr + nslot) = SD_ATTR_INIT;
865                 for (j = i; j < csn; j++) {
866                         struct cpuset *b = csa[j];
867
868                         if (apn == b->pn) {
869                                 cpumask_or(dp, dp, b->effective_cpus);
870                                 cpumask_and(dp, dp, housekeeping_cpumask(HK_FLAG_DOMAIN));
871                                 if (dattr)
872                                         update_domain_attr_tree(dattr + nslot, b);
873
874                                 /* Done with this partition */
875                                 b->pn = -1;
876                         }
877                 }
878                 nslot++;
879         }
880         BUG_ON(nslot != ndoms);
881
882 done:
883         kfree(csa);
884
885         /*
886          * Fallback to the default domain if kmalloc() failed.
887          * See comments in partition_sched_domains().
888          */
889         if (doms == NULL)
890                 ndoms = 1;
891
892         *domains    = doms;
893         *attributes = dattr;
894         return ndoms;
895 }
896
897 /*
898  * Rebuild scheduler domains.
899  *
900  * If the flag 'sched_load_balance' of any cpuset with non-empty
901  * 'cpus' changes, or if the 'cpus' allowed changes in any cpuset
902  * which has that flag enabled, or if any cpuset with a non-empty
903  * 'cpus' is removed, then call this routine to rebuild the
904  * scheduler's dynamic sched domains.
905  *
906  * Call with cpuset_mutex held.  Takes get_online_cpus().
907  */
908 static void rebuild_sched_domains_locked(void)
909 {
910         struct sched_domain_attr *attr;
911         cpumask_var_t *doms;
912         int ndoms;
913
914         lockdep_assert_held(&cpuset_mutex);
915         get_online_cpus();
916
917         /*
918          * We have raced with CPU hotplug. Don't do anything to avoid
919          * passing doms with offlined cpu to partition_sched_domains().
920          * Anyways, hotplug work item will rebuild sched domains.
921          */
922         if (!top_cpuset.nr_subparts_cpus &&
923             !cpumask_equal(top_cpuset.effective_cpus, cpu_active_mask))
924                 goto out;
925
926         if (top_cpuset.nr_subparts_cpus &&
927            !cpumask_subset(top_cpuset.effective_cpus, cpu_active_mask))
928                 goto out;
929
930         /* Generate domain masks and attrs */
931         ndoms = generate_sched_domains(&doms, &attr);
932
933         /* Have scheduler rebuild the domains */
934         partition_sched_domains(ndoms, doms, attr);
935 out:
936         put_online_cpus();
937 }
938 #else /* !CONFIG_SMP */
939 static void rebuild_sched_domains_locked(void)
940 {
941 }
942 #endif /* CONFIG_SMP */
943
944 void rebuild_sched_domains(void)
945 {
946         mutex_lock(&cpuset_mutex);
947         rebuild_sched_domains_locked();
948         mutex_unlock(&cpuset_mutex);
949 }
950
951 /**
952  * update_tasks_cpumask - Update the cpumasks of tasks in the cpuset.
953  * @cs: the cpuset in which each task's cpus_allowed mask needs to be changed
954  *
955  * Iterate through each task of @cs updating its cpus_allowed to the
956  * effective cpuset's.  As this function is called with cpuset_mutex held,
957  * cpuset membership stays stable.
958  */
959 static void update_tasks_cpumask(struct cpuset *cs)
960 {
961         struct css_task_iter it;
962         struct task_struct *task;
963
964         css_task_iter_start(&cs->css, 0, &it);
965         while ((task = css_task_iter_next(&it)))
966                 set_cpus_allowed_ptr(task, cs->effective_cpus);
967         css_task_iter_end(&it);
968 }
969
970 /**
971  * compute_effective_cpumask - Compute the effective cpumask of the cpuset
972  * @new_cpus: the temp variable for the new effective_cpus mask
973  * @cs: the cpuset the need to recompute the new effective_cpus mask
974  * @parent: the parent cpuset
975  *
976  * If the parent has subpartition CPUs, include them in the list of
977  * allowable CPUs in computing the new effective_cpus mask. Since offlined
978  * CPUs are not removed from subparts_cpus, we have to use cpu_active_mask
979  * to mask those out.
980  */
981 static void compute_effective_cpumask(struct cpumask *new_cpus,
982                                       struct cpuset *cs, struct cpuset *parent)
983 {
984         if (parent->nr_subparts_cpus) {
985                 cpumask_or(new_cpus, parent->effective_cpus,
986                            parent->subparts_cpus);
987                 cpumask_and(new_cpus, new_cpus, cs->cpus_allowed);
988                 cpumask_and(new_cpus, new_cpus, cpu_active_mask);
989         } else {
990                 cpumask_and(new_cpus, cs->cpus_allowed, parent->effective_cpus);
991         }
992 }
993
994 /*
995  * Commands for update_parent_subparts_cpumask
996  */
997 enum subparts_cmd {
998         partcmd_enable,         /* Enable partition root         */
999         partcmd_disable,        /* Disable partition root        */
1000         partcmd_update,         /* Update parent's subparts_cpus */
1001 };
1002
1003 /**
1004  * update_parent_subparts_cpumask - update subparts_cpus mask of parent cpuset
1005  * @cpuset:  The cpuset that requests change in partition root state
1006  * @cmd:     Partition root state change command
1007  * @newmask: Optional new cpumask for partcmd_update
1008  * @tmp:     Temporary addmask and delmask
1009  * Return:   0, 1 or an error code
1010  *
1011  * For partcmd_enable, the cpuset is being transformed from a non-partition
1012  * root to a partition root. The cpus_allowed mask of the given cpuset will
1013  * be put into parent's subparts_cpus and taken away from parent's
1014  * effective_cpus. The function will return 0 if all the CPUs listed in
1015  * cpus_allowed can be granted or an error code will be returned.
1016  *
1017  * For partcmd_disable, the cpuset is being transofrmed from a partition
1018  * root back to a non-partition root. any CPUs in cpus_allowed that are in
1019  * parent's subparts_cpus will be taken away from that cpumask and put back
1020  * into parent's effective_cpus. 0 should always be returned.
1021  *
1022  * For partcmd_update, if the optional newmask is specified, the cpu
1023  * list is to be changed from cpus_allowed to newmask. Otherwise,
1024  * cpus_allowed is assumed to remain the same. The cpuset should either
1025  * be a partition root or an invalid partition root. The partition root
1026  * state may change if newmask is NULL and none of the requested CPUs can
1027  * be granted by the parent. The function will return 1 if changes to
1028  * parent's subparts_cpus and effective_cpus happen or 0 otherwise.
1029  * Error code should only be returned when newmask is non-NULL.
1030  *
1031  * The partcmd_enable and partcmd_disable commands are used by
1032  * update_prstate(). The partcmd_update command is used by
1033  * update_cpumasks_hier() with newmask NULL and update_cpumask() with
1034  * newmask set.
1035  *
1036  * The checking is more strict when enabling partition root than the
1037  * other two commands.
1038  *
1039  * Because of the implicit cpu exclusive nature of a partition root,
1040  * cpumask changes that violates the cpu exclusivity rule will not be
1041  * permitted when checked by validate_change(). The validate_change()
1042  * function will also prevent any changes to the cpu list if it is not
1043  * a superset of children's cpu lists.
1044  */
1045 static int update_parent_subparts_cpumask(struct cpuset *cpuset, int cmd,
1046                                           struct cpumask *newmask,
1047                                           struct tmpmasks *tmp)
1048 {
1049         struct cpuset *parent = parent_cs(cpuset);
1050         int adding;     /* Moving cpus from effective_cpus to subparts_cpus */
1051         int deleting;   /* Moving cpus from subparts_cpus to effective_cpus */
1052         bool part_error = false;        /* Partition error? */
1053
1054         lockdep_assert_held(&cpuset_mutex);
1055
1056         /*
1057          * The parent must be a partition root.
1058          * The new cpumask, if present, or the current cpus_allowed must
1059          * not be empty.
1060          */
1061         if (!is_partition_root(parent) ||
1062            (newmask && cpumask_empty(newmask)) ||
1063            (!newmask && cpumask_empty(cpuset->cpus_allowed)))
1064                 return -EINVAL;
1065
1066         /*
1067          * Enabling/disabling partition root is not allowed if there are
1068          * online children.
1069          */
1070         if ((cmd != partcmd_update) && css_has_online_children(&cpuset->css))
1071                 return -EBUSY;
1072
1073         /*
1074          * Enabling partition root is not allowed if not all the CPUs
1075          * can be granted from parent's effective_cpus or at least one
1076          * CPU will be left after that.
1077          */
1078         if ((cmd == partcmd_enable) &&
1079            (!cpumask_subset(cpuset->cpus_allowed, parent->effective_cpus) ||
1080              cpumask_equal(cpuset->cpus_allowed, parent->effective_cpus)))
1081                 return -EINVAL;
1082
1083         /*
1084          * A cpumask update cannot make parent's effective_cpus become empty.
1085          */
1086         adding = deleting = false;
1087         if (cmd == partcmd_enable) {
1088                 cpumask_copy(tmp->addmask, cpuset->cpus_allowed);
1089                 adding = true;
1090         } else if (cmd == partcmd_disable) {
1091                 deleting = cpumask_and(tmp->delmask, cpuset->cpus_allowed,
1092                                        parent->subparts_cpus);
1093         } else if (newmask) {
1094                 /*
1095                  * partcmd_update with newmask:
1096                  *
1097                  * delmask = cpus_allowed & ~newmask & parent->subparts_cpus
1098                  * addmask = newmask & parent->effective_cpus
1099                  *                   & ~parent->subparts_cpus
1100                  */
1101                 cpumask_andnot(tmp->delmask, cpuset->cpus_allowed, newmask);
1102                 deleting = cpumask_and(tmp->delmask, tmp->delmask,
1103                                        parent->subparts_cpus);
1104
1105                 cpumask_and(tmp->addmask, newmask, parent->effective_cpus);
1106                 adding = cpumask_andnot(tmp->addmask, tmp->addmask,
1107                                         parent->subparts_cpus);
1108                 /*
1109                  * Return error if the new effective_cpus could become empty.
1110                  */
1111                 if (adding &&
1112                     cpumask_equal(parent->effective_cpus, tmp->addmask)) {
1113                         if (!deleting)
1114                                 return -EINVAL;
1115                         /*
1116                          * As some of the CPUs in subparts_cpus might have
1117                          * been offlined, we need to compute the real delmask
1118                          * to confirm that.
1119                          */
1120                         if (!cpumask_and(tmp->addmask, tmp->delmask,
1121                                          cpu_active_mask))
1122                                 return -EINVAL;
1123                         cpumask_copy(tmp->addmask, parent->effective_cpus);
1124                 }
1125         } else {
1126                 /*
1127                  * partcmd_update w/o newmask:
1128                  *
1129                  * addmask = cpus_allowed & parent->effectiveb_cpus
1130                  *
1131                  * Note that parent's subparts_cpus may have been
1132                  * pre-shrunk in case there is a change in the cpu list.
1133                  * So no deletion is needed.
1134                  */
1135                 adding = cpumask_and(tmp->addmask, cpuset->cpus_allowed,
1136                                      parent->effective_cpus);
1137                 part_error = cpumask_equal(tmp->addmask,
1138                                            parent->effective_cpus);
1139         }
1140
1141         if (cmd == partcmd_update) {
1142                 int prev_prs = cpuset->partition_root_state;
1143
1144                 /*
1145                  * Check for possible transition between PRS_ENABLED
1146                  * and PRS_ERROR.
1147                  */
1148                 switch (cpuset->partition_root_state) {
1149                 case PRS_ENABLED:
1150                         if (part_error)
1151                                 cpuset->partition_root_state = PRS_ERROR;
1152                         break;
1153                 case PRS_ERROR:
1154                         if (!part_error)
1155                                 cpuset->partition_root_state = PRS_ENABLED;
1156                         break;
1157                 }
1158                 /*
1159                  * Set part_error if previously in invalid state.
1160                  */
1161                 part_error = (prev_prs == PRS_ERROR);
1162         }
1163
1164         if (!part_error && (cpuset->partition_root_state == PRS_ERROR))
1165                 return 0;       /* Nothing need to be done */
1166
1167         if (cpuset->partition_root_state == PRS_ERROR) {
1168                 /*
1169                  * Remove all its cpus from parent's subparts_cpus.
1170                  */
1171                 adding = false;
1172                 deleting = cpumask_and(tmp->delmask, cpuset->cpus_allowed,
1173                                        parent->subparts_cpus);
1174         }
1175
1176         if (!adding && !deleting)
1177                 return 0;
1178
1179         /*
1180          * Change the parent's subparts_cpus.
1181          * Newly added CPUs will be removed from effective_cpus and
1182          * newly deleted ones will be added back to effective_cpus.
1183          */
1184         spin_lock_irq(&callback_lock);
1185         if (adding) {
1186                 cpumask_or(parent->subparts_cpus,
1187                            parent->subparts_cpus, tmp->addmask);
1188                 cpumask_andnot(parent->effective_cpus,
1189                                parent->effective_cpus, tmp->addmask);
1190         }
1191         if (deleting) {
1192                 cpumask_andnot(parent->subparts_cpus,
1193                                parent->subparts_cpus, tmp->delmask);
1194                 /*
1195                  * Some of the CPUs in subparts_cpus might have been offlined.
1196                  */
1197                 cpumask_and(tmp->delmask, tmp->delmask, cpu_active_mask);
1198                 cpumask_or(parent->effective_cpus,
1199                            parent->effective_cpus, tmp->delmask);
1200         }
1201
1202         parent->nr_subparts_cpus = cpumask_weight(parent->subparts_cpus);
1203         spin_unlock_irq(&callback_lock);
1204
1205         return cmd == partcmd_update;
1206 }
1207
1208 /*
1209  * update_cpumasks_hier - Update effective cpumasks and tasks in the subtree
1210  * @cs:  the cpuset to consider
1211  * @tmp: temp variables for calculating effective_cpus & partition setup
1212  *
1213  * When congifured cpumask is changed, the effective cpumasks of this cpuset
1214  * and all its descendants need to be updated.
1215  *
1216  * On legacy hierachy, effective_cpus will be the same with cpu_allowed.
1217  *
1218  * Called with cpuset_mutex held
1219  */
1220 static void update_cpumasks_hier(struct cpuset *cs, struct tmpmasks *tmp)
1221 {
1222         struct cpuset *cp;
1223         struct cgroup_subsys_state *pos_css;
1224         bool need_rebuild_sched_domains = false;
1225
1226         rcu_read_lock();
1227         cpuset_for_each_descendant_pre(cp, pos_css, cs) {
1228                 struct cpuset *parent = parent_cs(cp);
1229
1230                 compute_effective_cpumask(tmp->new_cpus, cp, parent);
1231
1232                 /*
1233                  * If it becomes empty, inherit the effective mask of the
1234                  * parent, which is guaranteed to have some CPUs.
1235                  */
1236                 if (is_in_v2_mode() && cpumask_empty(tmp->new_cpus)) {
1237                         cpumask_copy(tmp->new_cpus, parent->effective_cpus);
1238                         if (!cp->use_parent_ecpus) {
1239                                 cp->use_parent_ecpus = true;
1240                                 parent->child_ecpus_count++;
1241                         }
1242                 } else if (cp->use_parent_ecpus) {
1243                         cp->use_parent_ecpus = false;
1244                         WARN_ON_ONCE(!parent->child_ecpus_count);
1245                         parent->child_ecpus_count--;
1246                 }
1247
1248                 /*
1249                  * Skip the whole subtree if the cpumask remains the same
1250                  * and has no partition root state.
1251                  */
1252                 if (!cp->partition_root_state &&
1253                     cpumask_equal(tmp->new_cpus, cp->effective_cpus)) {
1254                         pos_css = css_rightmost_descendant(pos_css);
1255                         continue;
1256                 }
1257
1258                 /*
1259                  * update_parent_subparts_cpumask() should have been called
1260                  * for cs already in update_cpumask(). We should also call
1261                  * update_tasks_cpumask() again for tasks in the parent
1262                  * cpuset if the parent's subparts_cpus changes.
1263                  */
1264                 if ((cp != cs) && cp->partition_root_state) {
1265                         switch (parent->partition_root_state) {
1266                         case PRS_DISABLED:
1267                                 /*
1268                                  * If parent is not a partition root or an
1269                                  * invalid partition root, clear the state
1270                                  * state and the CS_CPU_EXCLUSIVE flag.
1271                                  */
1272                                 WARN_ON_ONCE(cp->partition_root_state
1273                                              != PRS_ERROR);
1274                                 cp->partition_root_state = 0;
1275
1276                                 /*
1277                                  * clear_bit() is an atomic operation and
1278                                  * readers aren't interested in the state
1279                                  * of CS_CPU_EXCLUSIVE anyway. So we can
1280                                  * just update the flag without holding
1281                                  * the callback_lock.
1282                                  */
1283                                 clear_bit(CS_CPU_EXCLUSIVE, &cp->flags);
1284                                 break;
1285
1286                         case PRS_ENABLED:
1287                                 if (update_parent_subparts_cpumask(cp, partcmd_update, NULL, tmp))
1288                                         update_tasks_cpumask(parent);
1289                                 break;
1290
1291                         case PRS_ERROR:
1292                                 /*
1293                                  * When parent is invalid, it has to be too.
1294                                  */
1295                                 cp->partition_root_state = PRS_ERROR;
1296                                 if (cp->nr_subparts_cpus) {
1297                                         cp->nr_subparts_cpus = 0;
1298                                         cpumask_clear(cp->subparts_cpus);
1299                                 }
1300                                 break;
1301                         }
1302                 }
1303
1304                 if (!css_tryget_online(&cp->css))
1305                         continue;
1306                 rcu_read_unlock();
1307
1308                 spin_lock_irq(&callback_lock);
1309
1310                 cpumask_copy(cp->effective_cpus, tmp->new_cpus);
1311                 if (cp->nr_subparts_cpus &&
1312                    (cp->partition_root_state != PRS_ENABLED)) {
1313                         cp->nr_subparts_cpus = 0;
1314                         cpumask_clear(cp->subparts_cpus);
1315                 } else if (cp->nr_subparts_cpus) {
1316                         /*
1317                          * Make sure that effective_cpus & subparts_cpus
1318                          * are mutually exclusive.
1319                          *
1320                          * In the unlikely event that effective_cpus
1321                          * becomes empty. we clear cp->nr_subparts_cpus and
1322                          * let its child partition roots to compete for
1323                          * CPUs again.
1324                          */
1325                         cpumask_andnot(cp->effective_cpus, cp->effective_cpus,
1326                                        cp->subparts_cpus);
1327                         if (cpumask_empty(cp->effective_cpus)) {
1328                                 cpumask_copy(cp->effective_cpus, tmp->new_cpus);
1329                                 cpumask_clear(cp->subparts_cpus);
1330                                 cp->nr_subparts_cpus = 0;
1331                         } else if (!cpumask_subset(cp->subparts_cpus,
1332                                                    tmp->new_cpus)) {
1333                                 cpumask_andnot(cp->subparts_cpus,
1334                                         cp->subparts_cpus, tmp->new_cpus);
1335                                 cp->nr_subparts_cpus
1336                                         = cpumask_weight(cp->subparts_cpus);
1337                         }
1338                 }
1339                 spin_unlock_irq(&callback_lock);
1340
1341                 WARN_ON(!is_in_v2_mode() &&
1342                         !cpumask_equal(cp->cpus_allowed, cp->effective_cpus));
1343
1344                 update_tasks_cpumask(cp);
1345
1346                 /*
1347                  * On legacy hierarchy, if the effective cpumask of any non-
1348                  * empty cpuset is changed, we need to rebuild sched domains.
1349                  * On default hierarchy, the cpuset needs to be a partition
1350                  * root as well.
1351                  */
1352                 if (!cpumask_empty(cp->cpus_allowed) &&
1353                     is_sched_load_balance(cp) &&
1354                    (!cgroup_subsys_on_dfl(cpuset_cgrp_subsys) ||
1355                     is_partition_root(cp)))
1356                         need_rebuild_sched_domains = true;
1357
1358                 rcu_read_lock();
1359                 css_put(&cp->css);
1360         }
1361         rcu_read_unlock();
1362
1363         if (need_rebuild_sched_domains)
1364                 rebuild_sched_domains_locked();
1365 }
1366
1367 /**
1368  * update_sibling_cpumasks - Update siblings cpumasks
1369  * @parent:  Parent cpuset
1370  * @cs:      Current cpuset
1371  * @tmp:     Temp variables
1372  */
1373 static void update_sibling_cpumasks(struct cpuset *parent, struct cpuset *cs,
1374                                     struct tmpmasks *tmp)
1375 {
1376         struct cpuset *sibling;
1377         struct cgroup_subsys_state *pos_css;
1378
1379         /*
1380          * Check all its siblings and call update_cpumasks_hier()
1381          * if their use_parent_ecpus flag is set in order for them
1382          * to use the right effective_cpus value.
1383          */
1384         rcu_read_lock();
1385         cpuset_for_each_child(sibling, pos_css, parent) {
1386                 if (sibling == cs)
1387                         continue;
1388                 if (!sibling->use_parent_ecpus)
1389                         continue;
1390
1391                 update_cpumasks_hier(sibling, tmp);
1392         }
1393         rcu_read_unlock();
1394 }
1395
1396 /**
1397  * update_cpumask - update the cpus_allowed mask of a cpuset and all tasks in it
1398  * @cs: the cpuset to consider
1399  * @trialcs: trial cpuset
1400  * @buf: buffer of cpu numbers written to this cpuset
1401  */
1402 static int update_cpumask(struct cpuset *cs, struct cpuset *trialcs,
1403                           const char *buf)
1404 {
1405         int retval;
1406         struct tmpmasks tmp;
1407
1408         /* top_cpuset.cpus_allowed tracks cpu_online_mask; it's read-only */
1409         if (cs == &top_cpuset)
1410                 return -EACCES;
1411
1412         /*
1413          * An empty cpus_allowed is ok only if the cpuset has no tasks.
1414          * Since cpulist_parse() fails on an empty mask, we special case
1415          * that parsing.  The validate_change() call ensures that cpusets
1416          * with tasks have cpus.
1417          */
1418         if (!*buf) {
1419                 cpumask_clear(trialcs->cpus_allowed);
1420         } else {
1421                 retval = cpulist_parse(buf, trialcs->cpus_allowed);
1422                 if (retval < 0)
1423                         return retval;
1424
1425                 if (!cpumask_subset(trialcs->cpus_allowed,
1426                                     top_cpuset.cpus_allowed))
1427                         return -EINVAL;
1428         }
1429
1430         /* Nothing to do if the cpus didn't change */
1431         if (cpumask_equal(cs->cpus_allowed, trialcs->cpus_allowed))
1432                 return 0;
1433
1434         retval = validate_change(cs, trialcs);
1435         if (retval < 0)
1436                 return retval;
1437
1438 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
1439         /*
1440          * Use the cpumasks in trialcs for tmpmasks when they are pointers
1441          * to allocated cpumasks.
1442          */
1443         tmp.addmask  = trialcs->subparts_cpus;
1444         tmp.delmask  = trialcs->effective_cpus;
1445         tmp.new_cpus = trialcs->cpus_allowed;
1446 #endif
1447
1448         if (cs->partition_root_state) {
1449                 /* Cpumask of a partition root cannot be empty */
1450                 if (cpumask_empty(trialcs->cpus_allowed))
1451                         return -EINVAL;
1452                 if (update_parent_subparts_cpumask(cs, partcmd_update,
1453                                         trialcs->cpus_allowed, &tmp) < 0)
1454                         return -EINVAL;
1455         }
1456
1457         spin_lock_irq(&callback_lock);
1458         cpumask_copy(cs->cpus_allowed, trialcs->cpus_allowed);
1459
1460         /*
1461          * Make sure that subparts_cpus is a subset of cpus_allowed.
1462          */
1463         if (cs->nr_subparts_cpus) {
1464                 cpumask_andnot(cs->subparts_cpus, cs->subparts_cpus,
1465                                cs->cpus_allowed);
1466                 cs->nr_subparts_cpus = cpumask_weight(cs->subparts_cpus);
1467         }
1468         spin_unlock_irq(&callback_lock);
1469
1470         update_cpumasks_hier(cs, &tmp);
1471
1472         if (cs->partition_root_state) {
1473                 struct cpuset *parent = parent_cs(cs);
1474
1475                 /*
1476                  * For partition root, update the cpumasks of sibling
1477                  * cpusets if they use parent's effective_cpus.
1478                  */
1479                 if (parent->child_ecpus_count)
1480                         update_sibling_cpumasks(parent, cs, &tmp);
1481         }
1482         return 0;
1483 }
1484
1485 /*
1486  * Migrate memory region from one set of nodes to another.  This is
1487  * performed asynchronously as it can be called from process migration path
1488  * holding locks involved in process management.  All mm migrations are
1489  * performed in the queued order and can be waited for by flushing
1490  * cpuset_migrate_mm_wq.
1491  */
1492
1493 struct cpuset_migrate_mm_work {
1494         struct work_struct      work;
1495         struct mm_struct        *mm;
1496         nodemask_t              from;
1497         nodemask_t              to;
1498 };
1499
1500 static void cpuset_migrate_mm_workfn(struct work_struct *work)
1501 {
1502         struct cpuset_migrate_mm_work *mwork =
1503                 container_of(work, struct cpuset_migrate_mm_work, work);
1504
1505         /* on a wq worker, no need to worry about %current's mems_allowed */
1506         do_migrate_pages(mwork->mm, &mwork->from, &mwork->to, MPOL_MF_MOVE_ALL);
1507         mmput(mwork->mm);
1508         kfree(mwork);
1509 }
1510
1511 static void cpuset_migrate_mm(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1512                                                         const nodemask_t *to)
1513 {
1514         struct cpuset_migrate_mm_work *mwork;
1515
1516         mwork = kzalloc(sizeof(*mwork), GFP_KERNEL);
1517         if (mwork) {
1518                 mwork->mm = mm;
1519                 mwork->from = *from;
1520                 mwork->to = *to;
1521                 INIT_WORK(&mwork->work, cpuset_migrate_mm_workfn);
1522                 queue_work(cpuset_migrate_mm_wq, &mwork->work);
1523         } else {
1524                 mmput(mm);
1525         }
1526 }
1527
1528 static void cpuset_post_attach(void)
1529 {
1530         flush_workqueue(cpuset_migrate_mm_wq);
1531 }
1532
1533 /*
1534  * cpuset_change_task_nodemask - change task's mems_allowed and mempolicy
1535  * @tsk: the task to change
1536  * @newmems: new nodes that the task will be set
1537  *
1538  * We use the mems_allowed_seq seqlock to safely update both tsk->mems_allowed
1539  * and rebind an eventual tasks' mempolicy. If the task is allocating in
1540  * parallel, it might temporarily see an empty intersection, which results in
1541  * a seqlock check and retry before OOM or allocation failure.
1542  */
1543 static void cpuset_change_task_nodemask(struct task_struct *tsk,
1544                                         nodemask_t *newmems)
1545 {
1546         task_lock(tsk);
1547
1548         local_irq_disable();
1549         write_seqcount_begin(&tsk->mems_allowed_seq);
1550
1551         nodes_or(tsk->mems_allowed, tsk->mems_allowed, *newmems);
1552         mpol_rebind_task(tsk, newmems);
1553         tsk->mems_allowed = *newmems;
1554
1555         write_seqcount_end(&tsk->mems_allowed_seq);
1556         local_irq_enable();
1557
1558         task_unlock(tsk);
1559 }
1560
1561 static void *cpuset_being_rebound;
1562
1563 /**
1564  * update_tasks_nodemask - Update the nodemasks of tasks in the cpuset.
1565  * @cs: the cpuset in which each task's mems_allowed mask needs to be changed
1566  *
1567  * Iterate through each task of @cs updating its mems_allowed to the
1568  * effective cpuset's.  As this function is called with cpuset_mutex held,
1569  * cpuset membership stays stable.
1570  */
1571 static void update_tasks_nodemask(struct cpuset *cs)
1572 {
1573         static nodemask_t newmems;      /* protected by cpuset_mutex */
1574         struct css_task_iter it;
1575         struct task_struct *task;
1576
1577         cpuset_being_rebound = cs;              /* causes mpol_dup() rebind */
1578
1579         guarantee_online_mems(cs, &newmems);
1580
1581         /*
1582          * The mpol_rebind_mm() call takes mmap_sem, which we couldn't
1583          * take while holding tasklist_lock.  Forks can happen - the
1584          * mpol_dup() cpuset_being_rebound check will catch such forks,
1585          * and rebind their vma mempolicies too.  Because we still hold
1586          * the global cpuset_mutex, we know that no other rebind effort
1587          * will be contending for the global variable cpuset_being_rebound.
1588          * It's ok if we rebind the same mm twice; mpol_rebind_mm()
1589          * is idempotent.  Also migrate pages in each mm to new nodes.
1590          */
1591         css_task_iter_start(&cs->css, 0, &it);
1592         while ((task = css_task_iter_next(&it))) {
1593                 struct mm_struct *mm;
1594                 bool migrate;
1595
1596                 cpuset_change_task_nodemask(task, &newmems);
1597
1598                 mm = get_task_mm(task);
1599                 if (!mm)
1600                         continue;
1601
1602                 migrate = is_memory_migrate(cs);
1603
1604                 mpol_rebind_mm(mm, &cs->mems_allowed);
1605                 if (migrate)
1606                         cpuset_migrate_mm(mm, &cs->old_mems_allowed, &newmems);
1607                 else
1608                         mmput(mm);
1609         }
1610         css_task_iter_end(&it);
1611
1612         /*
1613          * All the tasks' nodemasks have been updated, update
1614          * cs->old_mems_allowed.
1615          */
1616         cs->old_mems_allowed = newmems;
1617
1618         /* We're done rebinding vmas to this cpuset's new mems_allowed. */
1619         cpuset_being_rebound = NULL;
1620 }
1621
1622 /*
1623  * update_nodemasks_hier - Update effective nodemasks and tasks in the subtree
1624  * @cs: the cpuset to consider
1625  * @new_mems: a temp variable for calculating new effective_mems
1626  *
1627  * When configured nodemask is changed, the effective nodemasks of this cpuset
1628  * and all its descendants need to be updated.
1629  *
1630  * On legacy hiearchy, effective_mems will be the same with mems_allowed.
1631  *
1632  * Called with cpuset_mutex held
1633  */
1634 static void update_nodemasks_hier(struct cpuset *cs, nodemask_t *new_mems)
1635 {
1636         struct cpuset *cp;
1637         struct cgroup_subsys_state *pos_css;
1638
1639         rcu_read_lock();
1640         cpuset_for_each_descendant_pre(cp, pos_css, cs) {
1641                 struct cpuset *parent = parent_cs(cp);
1642
1643                 nodes_and(*new_mems, cp->mems_allowed, parent->effective_mems);
1644
1645                 /*
1646                  * If it becomes empty, inherit the effective mask of the
1647                  * parent, which is guaranteed to have some MEMs.
1648                  */
1649                 if (is_in_v2_mode() && nodes_empty(*new_mems))
1650                         *new_mems = parent->effective_mems;
1651
1652                 /* Skip the whole subtree if the nodemask remains the same. */
1653                 if (nodes_equal(*new_mems, cp->effective_mems)) {
1654                         pos_css = css_rightmost_descendant(pos_css);
1655                         continue;
1656                 }
1657
1658                 if (!css_tryget_online(&cp->css))
1659                         continue;
1660                 rcu_read_unlock();
1661
1662                 spin_lock_irq(&callback_lock);
1663                 cp->effective_mems = *new_mems;
1664                 spin_unlock_irq(&callback_lock);
1665
1666                 WARN_ON(!is_in_v2_mode() &&
1667                         !nodes_equal(cp->mems_allowed, cp->effective_mems));
1668
1669                 update_tasks_nodemask(cp);
1670
1671                 rcu_read_lock();
1672                 css_put(&cp->css);
1673         }
1674         rcu_read_unlock();
1675 }
1676
1677 /*
1678  * Handle user request to change the 'mems' memory placement
1679  * of a cpuset.  Needs to validate the request, update the
1680  * cpusets mems_allowed, and for each task in the cpuset,
1681  * update mems_allowed and rebind task's mempolicy and any vma
1682  * mempolicies and if the cpuset is marked 'memory_migrate',
1683  * migrate the tasks pages to the new memory.
1684  *
1685  * Call with cpuset_mutex held. May take callback_lock during call.
1686  * Will take tasklist_lock, scan tasklist for tasks in cpuset cs,
1687  * lock each such tasks mm->mmap_sem, scan its vma's and rebind
1688  * their mempolicies to the cpusets new mems_allowed.
1689  */
1690 static int update_nodemask(struct cpuset *cs, struct cpuset *trialcs,
1691                            const char *buf)
1692 {
1693         int retval;
1694
1695         /*
1696          * top_cpuset.mems_allowed tracks node_stats[N_MEMORY];
1697          * it's read-only
1698          */
1699         if (cs == &top_cpuset) {
1700                 retval = -EACCES;
1701                 goto done;
1702         }
1703
1704         /*
1705          * An empty mems_allowed is ok iff there are no tasks in the cpuset.
1706          * Since nodelist_parse() fails on an empty mask, we special case
1707          * that parsing.  The validate_change() call ensures that cpusets
1708          * with tasks have memory.
1709          */
1710         if (!*buf) {
1711                 nodes_clear(trialcs->mems_allowed);
1712         } else {
1713                 retval = nodelist_parse(buf, trialcs->mems_allowed);
1714                 if (retval < 0)
1715                         goto done;
1716
1717                 if (!nodes_subset(trialcs->mems_allowed,
1718                                   top_cpuset.mems_allowed)) {
1719                         retval = -EINVAL;
1720                         goto done;
1721                 }
1722         }
1723
1724         if (nodes_equal(cs->mems_allowed, trialcs->mems_allowed)) {
1725                 retval = 0;             /* Too easy - nothing to do */
1726                 goto done;
1727         }
1728         retval = validate_change(cs, trialcs);
1729         if (retval < 0)
1730                 goto done;
1731
1732         spin_lock_irq(&callback_lock);
1733         cs->mems_allowed = trialcs->mems_allowed;
1734         spin_unlock_irq(&callback_lock);
1735
1736         /* use trialcs->mems_allowed as a temp variable */
1737         update_nodemasks_hier(cs, &trialcs->mems_allowed);
1738 done:
1739         return retval;
1740 }
1741
1742 bool current_cpuset_is_being_rebound(void)
1743 {
1744         bool ret;
1745
1746         rcu_read_lock();
1747         ret = task_cs(current) == cpuset_being_rebound;
1748         rcu_read_unlock();
1749
1750         return ret;
1751 }
1752
1753 static int update_relax_domain_level(struct cpuset *cs, s64 val)
1754 {
1755 #ifdef CONFIG_SMP
1756         if (val < -1 || val >= sched_domain_level_max)
1757                 return -EINVAL;
1758 #endif
1759
1760         if (val != cs->relax_domain_level) {
1761                 cs->relax_domain_level = val;
1762                 if (!cpumask_empty(cs->cpus_allowed) &&
1763                     is_sched_load_balance(cs))
1764                         rebuild_sched_domains_locked();
1765         }
1766
1767         return 0;
1768 }
1769
1770 /**
1771  * update_tasks_flags - update the spread flags of tasks in the cpuset.
1772  * @cs: the cpuset in which each task's spread flags needs to be changed
1773  *
1774  * Iterate through each task of @cs updating its spread flags.  As this
1775  * function is called with cpuset_mutex held, cpuset membership stays
1776  * stable.
1777  */
1778 static void update_tasks_flags(struct cpuset *cs)
1779 {
1780         struct css_task_iter it;
1781         struct task_struct *task;
1782
1783         css_task_iter_start(&cs->css, 0, &it);
1784         while ((task = css_task_iter_next(&it)))
1785                 cpuset_update_task_spread_flag(cs, task);
1786         css_task_iter_end(&it);
1787 }
1788
1789 /*
1790  * update_flag - read a 0 or a 1 in a file and update associated flag
1791  * bit:         the bit to update (see cpuset_flagbits_t)
1792  * cs:          the cpuset to update
1793  * turning_on:  whether the flag is being set or cleared
1794  *
1795  * Call with cpuset_mutex held.
1796  */
1797
1798 static int update_flag(cpuset_flagbits_t bit, struct cpuset *cs,
1799                        int turning_on)
1800 {
1801         struct cpuset *trialcs;
1802         int balance_flag_changed;
1803         int spread_flag_changed;
1804         int err;
1805
1806         trialcs = alloc_trial_cpuset(cs);
1807         if (!trialcs)
1808                 return -ENOMEM;
1809
1810         if (turning_on)
1811                 set_bit(bit, &trialcs->flags);
1812         else
1813                 clear_bit(bit, &trialcs->flags);
1814
1815         err = validate_change(cs, trialcs);
1816         if (err < 0)
1817                 goto out;
1818
1819         balance_flag_changed = (is_sched_load_balance(cs) !=
1820                                 is_sched_load_balance(trialcs));
1821
1822         spread_flag_changed = ((is_spread_slab(cs) != is_spread_slab(trialcs))
1823                         || (is_spread_page(cs) != is_spread_page(trialcs)));
1824
1825         spin_lock_irq(&callback_lock);
1826         cs->flags = trialcs->flags;
1827         spin_unlock_irq(&callback_lock);
1828
1829         if (!cpumask_empty(trialcs->cpus_allowed) && balance_flag_changed)
1830                 rebuild_sched_domains_locked();
1831
1832         if (spread_flag_changed)
1833                 update_tasks_flags(cs);
1834 out:
1835         free_cpuset(trialcs);
1836         return err;
1837 }
1838
1839 /*
1840  * update_prstate - update partititon_root_state
1841  * cs:  the cpuset to update
1842  * val: 0 - disabled, 1 - enabled
1843  *
1844  * Call with cpuset_mutex held.
1845  */
1846 static int update_prstate(struct cpuset *cs, int val)
1847 {
1848         int err;
1849         struct cpuset *parent = parent_cs(cs);
1850         struct tmpmasks tmp;
1851
1852         if ((val != 0) && (val != 1))
1853                 return -EINVAL;
1854         if (val == cs->partition_root_state)
1855                 return 0;
1856
1857         /*
1858          * Cannot force a partial or invalid partition root to a full
1859          * partition root.
1860          */
1861         if (val && cs->partition_root_state)
1862                 return -EINVAL;
1863
1864         if (alloc_cpumasks(NULL, &tmp))
1865                 return -ENOMEM;
1866
1867         err = -EINVAL;
1868         if (!cs->partition_root_state) {
1869                 /*
1870                  * Turning on partition root requires setting the
1871                  * CS_CPU_EXCLUSIVE bit implicitly as well and cpus_allowed
1872                  * cannot be NULL.
1873                  */
1874                 if (cpumask_empty(cs->cpus_allowed))
1875                         goto out;
1876
1877                 err = update_flag(CS_CPU_EXCLUSIVE, cs, 1);
1878                 if (err)
1879                         goto out;
1880
1881                 err = update_parent_subparts_cpumask(cs, partcmd_enable,
1882                                                      NULL, &tmp);
1883                 if (err) {
1884                         update_flag(CS_CPU_EXCLUSIVE, cs, 0);
1885                         goto out;
1886                 }
1887                 cs->partition_root_state = PRS_ENABLED;
1888         } else {
1889                 /*
1890                  * Turning off partition root will clear the
1891                  * CS_CPU_EXCLUSIVE bit.
1892                  */
1893                 if (cs->partition_root_state == PRS_ERROR) {
1894                         cs->partition_root_state = 0;
1895                         update_flag(CS_CPU_EXCLUSIVE, cs, 0);
1896                         err = 0;
1897                         goto out;
1898                 }
1899
1900                 err = update_parent_subparts_cpumask(cs, partcmd_disable,
1901                                                      NULL, &tmp);
1902                 if (err)
1903                         goto out;
1904
1905                 cs->partition_root_state = 0;
1906
1907                 /* Turning off CS_CPU_EXCLUSIVE will not return error */
1908                 update_flag(CS_CPU_EXCLUSIVE, cs, 0);
1909         }
1910
1911         /*
1912          * Update cpumask of parent's tasks except when it is the top
1913          * cpuset as some system daemons cannot be mapped to other CPUs.
1914          */
1915         if (parent != &top_cpuset)
1916                 update_tasks_cpumask(parent);
1917
1918         if (parent->child_ecpus_count)
1919                 update_sibling_cpumasks(parent, cs, &tmp);
1920
1921         rebuild_sched_domains_locked();
1922 out:
1923         free_cpumasks(NULL, &tmp);
1924         return err;
1925 }
1926
1927 /*
1928  * Frequency meter - How fast is some event occurring?
1929  *
1930  * These routines manage a digitally filtered, constant time based,
1931  * event frequency meter.  There are four routines:
1932  *   fmeter_init() - initialize a frequency meter.
1933  *   fmeter_markevent() - called each time the event happens.
1934  *   fmeter_getrate() - returns the recent rate of such events.
1935  *   fmeter_update() - internal routine used to update fmeter.
1936  *
1937  * A common data structure is passed to each of these routines,
1938  * which is used to keep track of the state required to manage the
1939  * frequency meter and its digital filter.
1940  *
1941  * The filter works on the number of events marked per unit time.
1942  * The filter is single-pole low-pass recursive (IIR).  The time unit
1943  * is 1 second.  Arithmetic is done using 32-bit integers scaled to
1944  * simulate 3 decimal digits of precision (multiplied by 1000).
1945  *
1946  * With an FM_COEF of 933, and a time base of 1 second, the filter
1947  * has a half-life of 10 seconds, meaning that if the events quit
1948  * happening, then the rate returned from the fmeter_getrate()
1949  * will be cut in half each 10 seconds, until it converges to zero.
1950  *
1951  * It is not worth doing a real infinitely recursive filter.  If more
1952  * than FM_MAXTICKS ticks have elapsed since the last filter event,
1953  * just compute FM_MAXTICKS ticks worth, by which point the level
1954  * will be stable.
1955  *
1956  * Limit the count of unprocessed events to FM_MAXCNT, so as to avoid
1957  * arithmetic overflow in the fmeter_update() routine.
1958  *
1959  * Given the simple 32 bit integer arithmetic used, this meter works
1960  * best for reporting rates between one per millisecond (msec) and
1961  * one per 32 (approx) seconds.  At constant rates faster than one
1962  * per msec it maxes out at values just under 1,000,000.  At constant
1963  * rates between one per msec, and one per second it will stabilize
1964  * to a value N*1000, where N is the rate of events per second.
1965  * At constant rates between one per second and one per 32 seconds,
1966  * it will be choppy, moving up on the seconds that have an event,
1967  * and then decaying until the next event.  At rates slower than
1968  * about one in 32 seconds, it decays all the way back to zero between
1969  * each event.
1970  */
1971
1972 #define FM_COEF 933             /* coefficient for half-life of 10 secs */
1973 #define FM_MAXTICKS ((u32)99)   /* useless computing more ticks than this */
1974 #define FM_MAXCNT 1000000       /* limit cnt to avoid overflow */
1975 #define FM_SCALE 1000           /* faux fixed point scale */
1976
1977 /* Initialize a frequency meter */
1978 static void fmeter_init(struct fmeter *fmp)
1979 {
1980         fmp->cnt = 0;
1981         fmp->val = 0;
1982         fmp->time = 0;
1983         spin_lock_init(&fmp->lock);
1984 }
1985
1986 /* Internal meter update - process cnt events and update value */
1987 static void fmeter_update(struct fmeter *fmp)
1988 {
1989         time64_t now;
1990         u32 ticks;
1991
1992         now = ktime_get_seconds();
1993         ticks = now - fmp->time;
1994
1995         if (ticks == 0)
1996                 return;
1997
1998         ticks = min(FM_MAXTICKS, ticks);
1999         while (ticks-- > 0)
2000                 fmp->val = (FM_COEF * fmp->val) / FM_SCALE;
2001         fmp->time = now;
2002
2003         fmp->val += ((FM_SCALE - FM_COEF) * fmp->cnt) / FM_SCALE;
2004         fmp->cnt = 0;
2005 }
2006
2007 /* Process any previous ticks, then bump cnt by one (times scale). */
2008 static void fmeter_markevent(struct fmeter *fmp)
2009 {
2010         spin_lock(&fmp->lock);
2011         fmeter_update(fmp);
2012         fmp->cnt = min(FM_MAXCNT, fmp->cnt + FM_SCALE);
2013         spin_unlock(&fmp->lock);
2014 }
2015
2016 /* Process any previous ticks, then return current value. */
2017 static int fmeter_getrate(struct fmeter *fmp)
2018 {
2019         int val;
2020
2021         spin_lock(&fmp->lock);
2022         fmeter_update(fmp);
2023         val = fmp->val;
2024         spin_unlock(&fmp->lock);
2025         return val;
2026 }
2027
2028 static struct cpuset *cpuset_attach_old_cs;
2029
2030 /* Called by cgroups to determine if a cpuset is usable; cpuset_mutex held */
2031 static int cpuset_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
2032 {
2033         struct cgroup_subsys_state *css;
2034         struct cpuset *cs;
2035         struct task_struct *task;
2036         int ret;
2037
2038         /* used later by cpuset_attach() */
2039         cpuset_attach_old_cs = task_cs(cgroup_taskset_first(tset, &css));
2040         cs = css_cs(css);
2041
2042         mutex_lock(&cpuset_mutex);
2043
2044         /* allow moving tasks into an empty cpuset if on default hierarchy */
2045         ret = -ENOSPC;
2046         if (!is_in_v2_mode() &&
2047             (cpumask_empty(cs->cpus_allowed) || nodes_empty(cs->mems_allowed)))
2048                 goto out_unlock;
2049
2050         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
2051                 ret = task_can_attach(task, cs->cpus_allowed);
2052                 if (ret)
2053                         goto out_unlock;
2054                 ret = security_task_setscheduler(task);
2055                 if (ret)
2056                         goto out_unlock;
2057         }
2058
2059         /*
2060          * Mark attach is in progress.  This makes validate_change() fail
2061          * changes which zero cpus/mems_allowed.
2062          */
2063         cs->attach_in_progress++;
2064         ret = 0;
2065 out_unlock:
2066         mutex_unlock(&cpuset_mutex);
2067         return ret;
2068 }
2069
2070 static void cpuset_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
2071 {
2072         struct cgroup_subsys_state *css;
2073
2074         cgroup_taskset_first(tset, &css);
2075
2076         mutex_lock(&cpuset_mutex);
2077         css_cs(css)->attach_in_progress--;
2078         mutex_unlock(&cpuset_mutex);
2079 }
2080
2081 /*
2082  * Protected by cpuset_mutex.  cpus_attach is used only by cpuset_attach()
2083  * but we can't allocate it dynamically there.  Define it global and
2084  * allocate from cpuset_init().
2085  */
2086 static cpumask_var_t cpus_attach;
2087
2088 static void cpuset_attach(struct cgroup_taskset *tset)
2089 {
2090         /* static buf protected by cpuset_mutex */
2091         static nodemask_t cpuset_attach_nodemask_to;
2092         struct task_struct *task;
2093         struct task_struct *leader;
2094         struct cgroup_subsys_state *css;
2095         struct cpuset *cs;
2096         struct cpuset *oldcs = cpuset_attach_old_cs;
2097
2098         cgroup_taskset_first(tset, &css);
2099         cs = css_cs(css);
2100
2101         mutex_lock(&cpuset_mutex);
2102
2103         /* prepare for attach */
2104         if (cs == &top_cpuset)
2105                 cpumask_copy(cpus_attach, cpu_possible_mask);
2106         else
2107                 guarantee_online_cpus(cs, cpus_attach);
2108
2109         guarantee_online_mems(cs, &cpuset_attach_nodemask_to);
2110
2111         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
2112                 /*
2113                  * can_attach beforehand should guarantee that this doesn't
2114                  * fail.  TODO: have a better way to handle failure here
2115                  */
2116                 WARN_ON_ONCE(set_cpus_allowed_ptr(task, cpus_attach));
2117
2118                 cpuset_change_task_nodemask(task, &cpuset_attach_nodemask_to);
2119                 cpuset_update_task_spread_flag(cs, task);
2120         }
2121
2122         /*
2123          * Change mm for all threadgroup leaders. This is expensive and may
2124          * sleep and should be moved outside migration path proper.
2125          */
2126         cpuset_attach_nodemask_to = cs->effective_mems;
2127         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
2128                 struct mm_struct *mm = get_task_mm(leader);
2129
2130                 if (mm) {
2131                         mpol_rebind_mm(mm, &cpuset_attach_nodemask_to);
2132
2133                         /*
2134                          * old_mems_allowed is the same with mems_allowed
2135                          * here, except if this task is being moved
2136                          * automatically due to hotplug.  In that case
2137                          * @mems_allowed has been updated and is empty, so
2138                          * @old_mems_allowed is the right nodesets that we
2139                          * migrate mm from.
2140                          */
2141                         if (is_memory_migrate(cs))
2142                                 cpuset_migrate_mm(mm, &oldcs->old_mems_allowed,
2143                                                   &cpuset_attach_nodemask_to);
2144                         else
2145                                 mmput(mm);
2146                 }
2147         }
2148
2149         cs->old_mems_allowed = cpuset_attach_nodemask_to;
2150
2151         cs->attach_in_progress--;
2152         if (!cs->attach_in_progress)
2153                 wake_up(&cpuset_attach_wq);
2154
2155         mutex_unlock(&cpuset_mutex);
2156 }
2157
2158 /* The various types of files and directories in a cpuset file system */
2159
2160 typedef enum {
2161         FILE_MEMORY_MIGRATE,
2162         FILE_CPULIST,
2163         FILE_MEMLIST,
2164         FILE_EFFECTIVE_CPULIST,
2165         FILE_EFFECTIVE_MEMLIST,
2166         FILE_SUBPARTS_CPULIST,
2167         FILE_CPU_EXCLUSIVE,
2168         FILE_MEM_EXCLUSIVE,
2169         FILE_MEM_HARDWALL,
2170         FILE_SCHED_LOAD_BALANCE,
2171         FILE_PARTITION_ROOT,
2172         FILE_SCHED_RELAX_DOMAIN_LEVEL,
2173         FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED,
2174         FILE_MEMORY_PRESSURE,
2175         FILE_SPREAD_PAGE,
2176         FILE_SPREAD_SLAB,
2177 } cpuset_filetype_t;
2178
2179 static int cpuset_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css, struct cftype *cft,
2180                             u64 val)
2181 {
2182         struct cpuset *cs = css_cs(css);
2183         cpuset_filetype_t type = cft->private;
2184         int retval = 0;
2185
2186         mutex_lock(&cpuset_mutex);
2187         if (!is_cpuset_online(cs)) {
2188                 retval = -ENODEV;
2189                 goto out_unlock;
2190         }
2191
2192         switch (type) {
2193         case FILE_CPU_EXCLUSIVE:
2194                 retval = update_flag(CS_CPU_EXCLUSIVE, cs, val);
2195                 break;
2196         case FILE_MEM_EXCLUSIVE:
2197                 retval = update_flag(CS_MEM_EXCLUSIVE, cs, val);
2198                 break;
2199         case FILE_MEM_HARDWALL:
2200                 retval = update_flag(CS_MEM_HARDWALL, cs, val);
2201                 break;
2202         case FILE_SCHED_LOAD_BALANCE:
2203                 retval = update_flag(CS_SCHED_LOAD_BALANCE, cs, val);
2204                 break;
2205         case FILE_MEMORY_MIGRATE:
2206                 retval = update_flag(CS_MEMORY_MIGRATE, cs, val);
2207                 break;
2208         case FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED:
2209                 cpuset_memory_pressure_enabled = !!val;
2210                 break;
2211         case FILE_SPREAD_PAGE:
2212                 retval = update_flag(CS_SPREAD_PAGE, cs, val);
2213                 break;
2214         case FILE_SPREAD_SLAB:
2215                 retval = update_flag(CS_SPREAD_SLAB, cs, val);
2216                 break;
2217         default:
2218                 retval = -EINVAL;
2219                 break;
2220         }
2221 out_unlock:
2222         mutex_unlock(&cpuset_mutex);
2223         return retval;
2224 }
2225
2226 static int cpuset_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css, struct cftype *cft,
2227                             s64 val)
2228 {
2229         struct cpuset *cs = css_cs(css);
2230         cpuset_filetype_t type = cft->private;
2231         int retval = -ENODEV;
2232
2233         mutex_lock(&cpuset_mutex);
2234         if (!is_cpuset_online(cs))
2235                 goto out_unlock;
2236
2237         switch (type) {
2238         case FILE_SCHED_RELAX_DOMAIN_LEVEL:
2239                 retval = update_relax_domain_level(cs, val);
2240                 break;
2241         default:
2242                 retval = -EINVAL;
2243                 break;
2244         }
2245 out_unlock:
2246         mutex_unlock(&cpuset_mutex);
2247         return retval;
2248 }
2249
2250 /*
2251  * Common handling for a write to a "cpus" or "mems" file.
2252  */
2253 static ssize_t cpuset_write_resmask(struct kernfs_open_file *of,
2254                                     char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
2255 {
2256         struct cpuset *cs = css_cs(of_css(of));
2257         struct cpuset *trialcs;
2258         int retval = -ENODEV;
2259
2260         buf = strstrip(buf);
2261
2262         /*
2263          * CPU or memory hotunplug may leave @cs w/o any execution
2264          * resources, in which case the hotplug code asynchronously updates
2265          * configuration and transfers all tasks to the nearest ancestor
2266          * which can execute.
2267          *
2268          * As writes to "cpus" or "mems" may restore @cs's execution
2269          * resources, wait for the previously scheduled operations before
2270          * proceeding, so that we don't end up keep removing tasks added
2271          * after execution capability is restored.
2272          *
2273          * cpuset_hotplug_work calls back into cgroup core via
2274          * cgroup_transfer_tasks() and waiting for it from a cgroupfs
2275          * operation like this one can lead to a deadlock through kernfs
2276          * active_ref protection.  Let's break the protection.  Losing the
2277          * protection is okay as we check whether @cs is online after
2278          * grabbing cpuset_mutex anyway.  This only happens on the legacy
2279          * hierarchies.
2280          */
2281         css_get(&cs->css);
2282         kernfs_break_active_protection(of->kn);
2283         flush_work(&cpuset_hotplug_work);
2284
2285         mutex_lock(&cpuset_mutex);
2286         if (!is_cpuset_online(cs))
2287                 goto out_unlock;
2288
2289         trialcs = alloc_trial_cpuset(cs);
2290         if (!trialcs) {
2291                 retval = -ENOMEM;
2292                 goto out_unlock;
2293         }
2294
2295         switch (of_cft(of)->private) {
2296         case FILE_CPULIST:
2297                 retval = update_cpumask(cs, trialcs, buf);
2298                 break;
2299         case FILE_MEMLIST:
2300                 retval = update_nodemask(cs, trialcs, buf);
2301                 break;
2302         default:
2303                 retval = -EINVAL;
2304                 break;
2305         }
2306
2307         free_cpuset(trialcs);
2308 out_unlock:
2309         mutex_unlock(&cpuset_mutex);
2310         kernfs_unbreak_active_protection(of->kn);
2311         css_put(&cs->css);
2312         flush_workqueue(cpuset_migrate_mm_wq);
2313         return retval ?: nbytes;
2314 }
2315
2316 /*
2317  * These ascii lists should be read in a single call, by using a user
2318  * buffer large enough to hold the entire map.  If read in smaller
2319  * chunks, there is no guarantee of atomicity.  Since the display format
2320  * used, list of ranges of sequential numbers, is variable length,
2321  * and since these maps can change value dynamically, one could read
2322  * gibberish by doing partial reads while a list was changing.
2323  */
2324 static int cpuset_common_seq_show(struct seq_file *sf, void *v)
2325 {
2326         struct cpuset *cs = css_cs(seq_css(sf));
2327         cpuset_filetype_t type = seq_cft(sf)->private;
2328         int ret = 0;
2329
2330         spin_lock_irq(&callback_lock);
2331
2332         switch (type) {
2333         case FILE_CPULIST:
2334                 seq_printf(sf, "%*pbl\n", cpumask_pr_args(cs->cpus_allowed));
2335                 break;
2336         case FILE_MEMLIST:
2337                 seq_printf(sf, "%*pbl\n", nodemask_pr_args(&cs->mems_allowed));
2338                 break;
2339         case FILE_EFFECTIVE_CPULIST:
2340                 seq_printf(sf, "%*pbl\n", cpumask_pr_args(cs->effective_cpus));
2341                 break;
2342         case FILE_EFFECTIVE_MEMLIST:
2343                 seq_printf(sf, "%*pbl\n", nodemask_pr_args(&cs->effective_mems));
2344                 break;
2345         case FILE_SUBPARTS_CPULIST:
2346                 seq_printf(sf, "%*pbl\n", cpumask_pr_args(cs->subparts_cpus));
2347                 break;
2348         default:
2349                 ret = -EINVAL;
2350         }
2351
2352         spin_unlock_irq(&callback_lock);
2353         return ret;
2354 }
2355
2356 static u64 cpuset_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css, struct cftype *cft)
2357 {
2358         struct cpuset *cs = css_cs(css);
2359         cpuset_filetype_t type = cft->private;
2360         switch (type) {
2361         case FILE_CPU_EXCLUSIVE:
2362                 return is_cpu_exclusive(cs);
2363         case FILE_MEM_EXCLUSIVE:
2364                 return is_mem_exclusive(cs);
2365         case FILE_MEM_HARDWALL:
2366                 return is_mem_hardwall(cs);
2367         case FILE_SCHED_LOAD_BALANCE:
2368                 return is_sched_load_balance(cs);
2369         case FILE_MEMORY_MIGRATE:
2370                 return is_memory_migrate(cs);
2371         case FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED:
2372                 return cpuset_memory_pressure_enabled;
2373         case FILE_MEMORY_PRESSURE:
2374                 return fmeter_getrate(&cs->fmeter);
2375         case FILE_SPREAD_PAGE:
2376                 return is_spread_page(cs);
2377         case FILE_SPREAD_SLAB:
2378                 return is_spread_slab(cs);
2379         default:
2380                 BUG();
2381         }
2382
2383         /* Unreachable but makes gcc happy */
2384         return 0;
2385 }
2386
2387 static s64 cpuset_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css, struct cftype *cft)
2388 {
2389         struct cpuset *cs = css_cs(css);
2390         cpuset_filetype_t type = cft->private;
2391         switch (type) {
2392         case FILE_SCHED_RELAX_DOMAIN_LEVEL:
2393                 return cs->relax_domain_level;
2394         default:
2395                 BUG();
2396         }
2397
2398         /* Unrechable but makes gcc happy */
2399         return 0;
2400 }
2401
2402 static int sched_partition_show(struct seq_file *seq, void *v)
2403 {
2404         struct cpuset *cs = css_cs(seq_css(seq));
2405
2406         switch (cs->partition_root_state) {
2407         case PRS_ENABLED:
2408                 seq_puts(seq, "root\n");
2409                 break;
2410         case PRS_DISABLED:
2411                 seq_puts(seq, "member\n");
2412                 break;
2413         case PRS_ERROR:
2414                 seq_puts(seq, "root invalid\n");
2415                 break;
2416         }
2417         return 0;
2418 }
2419
2420 static ssize_t sched_partition_write(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
2421                                      size_t nbytes, loff_t off)
2422 {
2423         struct cpuset *cs = css_cs(of_css(of));
2424         int val;
2425         int retval = -ENODEV;
2426
2427         buf = strstrip(buf);
2428
2429         /*
2430          * Convert "root" to ENABLED, and convert "member" to DISABLED.
2431          */
2432         if (!strcmp(buf, "root"))
2433                 val = PRS_ENABLED;
2434         else if (!strcmp(buf, "member"))
2435                 val = PRS_DISABLED;
2436         else
2437                 return -EINVAL;
2438
2439         css_get(&cs->css);
2440         mutex_lock(&cpuset_mutex);
2441         if (!is_cpuset_online(cs))
2442                 goto out_unlock;
2443
2444         retval = update_prstate(cs, val);
2445 out_unlock:
2446         mutex_unlock(&cpuset_mutex);
2447         css_put(&cs->css);
2448         return retval ?: nbytes;
2449 }
2450
2451 /*
2452  * for the common functions, 'private' gives the type of file
2453  */
2454
2455 static struct cftype legacy_files[] = {
2456         {
2457                 .name = "cpus",
2458                 .seq_show = cpuset_common_seq_show,
2459                 .write = cpuset_write_resmask,
2460                 .max_write_len = (100U + 6 * NR_CPUS),
2461                 .private = FILE_CPULIST,
2462         },
2463
2464         {
2465                 .name = "mems",
2466                 .seq_show = cpuset_common_seq_show,
2467                 .write = cpuset_write_resmask,
2468                 .max_write_len = (100U + 6 * MAX_NUMNODES),
2469                 .private = FILE_MEMLIST,
2470         },
2471
2472         {
2473                 .name = "effective_cpus",
2474                 .seq_show = cpuset_common_seq_show,
2475                 .private = FILE_EFFECTIVE_CPULIST,
2476         },
2477
2478         {
2479                 .name = "effective_mems",
2480                 .seq_show = cpuset_common_seq_show,
2481                 .private = FILE_EFFECTIVE_MEMLIST,
2482         },
2483
2484         {
2485                 .name = "cpu_exclusive",
2486                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
2487                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
2488                 .private = FILE_CPU_EXCLUSIVE,
2489         },
2490
2491         {
2492                 .name = "mem_exclusive",
2493                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
2494                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
2495                 .private = FILE_MEM_EXCLUSIVE,
2496         },
2497
2498         {
2499                 .name = "mem_hardwall",
2500                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
2501                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
2502                 .private = FILE_MEM_HARDWALL,
2503         },
2504
2505         {
2506                 .name = "sched_load_balance",
2507                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
2508                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
2509                 .private = FILE_SCHED_LOAD_BALANCE,
2510         },
2511
2512         {
2513                 .name = "sched_relax_domain_level",
2514                 .read_s64 = cpuset_read_s64,
2515                 .write_s64 = cpuset_write_s64,
2516                 .private = FILE_SCHED_RELAX_DOMAIN_LEVEL,
2517         },
2518
2519         {
2520                 .name = "memory_migrate",
2521                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
2522                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
2523                 .private = FILE_MEMORY_MIGRATE,
2524         },
2525
2526         {
2527                 .name = "memory_pressure",
2528                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
2529                 .private = FILE_MEMORY_PRESSURE,
2530         },
2531
2532         {
2533                 .name = "memory_spread_page",
2534                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
2535                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
2536                 .private = FILE_SPREAD_PAGE,
2537         },
2538
2539         {
2540                 .name = "memory_spread_slab",
2541                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
2542                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
2543                 .private = FILE_SPREAD_SLAB,
2544         },
2545
2546         {
2547                 .name = "memory_pressure_enabled",
2548                 .flags = CFTYPE_ONLY_ON_ROOT,
2549                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
2550                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
2551                 .private = FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED,
2552         },
2553
2554         { }     /* terminate */
2555 };
2556
2557 /*
2558  * This is currently a minimal set for the default hierarchy. It can be
2559  * expanded later on by migrating more features and control files from v1.
2560  */
2561 static struct cftype dfl_files[] = {
2562         {
2563                 .name = "cpus",
2564                 .seq_show = cpuset_common_seq_show,
2565                 .write = cpuset_write_resmask,
2566                 .max_write_len = (100U + 6 * NR_CPUS),
2567                 .private = FILE_CPULIST,
2568                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
2569         },
2570
2571         {
2572                 .name = "mems",
2573                 .seq_show = cpuset_common_seq_show,
2574                 .write = cpuset_write_resmask,
2575                 .max_write_len = (100U + 6 * MAX_NUMNODES),
2576                 .private = FILE_MEMLIST,
2577                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
2578         },
2579
2580         {
2581                 .name = "cpus.effective",
2582                 .seq_show = cpuset_common_seq_show,
2583                 .private = FILE_EFFECTIVE_CPULIST,
2584         },
2585
2586         {
2587                 .name = "mems.effective",
2588                 .seq_show = cpuset_common_seq_show,
2589                 .private = FILE_EFFECTIVE_MEMLIST,
2590         },
2591
2592         {
2593                 .name = "cpus.partition",
2594                 .seq_show = sched_partition_show,
2595                 .write = sched_partition_write,
2596                 .private = FILE_PARTITION_ROOT,
2597                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
2598         },
2599
2600         {
2601                 .name = "cpus.subpartitions",
2602                 .seq_show = cpuset_common_seq_show,
2603                 .private = FILE_SUBPARTS_CPULIST,
2604                 .flags = CFTYPE_DEBUG,
2605         },
2606
2607         { }     /* terminate */
2608 };
2609
2610
2611 /*
2612  *      cpuset_css_alloc - allocate a cpuset css
2613  *      cgrp:   control group that the new cpuset will be part of
2614  */
2615
2616 static struct cgroup_subsys_state *
2617 cpuset_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
2618 {
2619         struct cpuset *cs;
2620
2621         if (!parent_css)
2622                 return &top_cpuset.css;
2623
2624         cs = kzalloc(sizeof(*cs), GFP_KERNEL);
2625         if (!cs)
2626                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2627
2628         if (alloc_cpumasks(cs, NULL)) {
2629                 kfree(cs);
2630                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2631         }
2632
2633         set_bit(CS_SCHED_LOAD_BALANCE, &cs->flags);
2634         nodes_clear(cs->mems_allowed);
2635         nodes_clear(cs->effective_mems);
2636         fmeter_init(&cs->fmeter);
2637         cs->relax_domain_level = -1;
2638
2639         return &cs->css;
2640 }
2641
2642 static int cpuset_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
2643 {
2644         struct cpuset *cs = css_cs(css);
2645         struct cpuset *parent = parent_cs(cs);
2646         struct cpuset *tmp_cs;
2647         struct cgroup_subsys_state *pos_css;
2648
2649         if (!parent)
2650                 return 0;
2651
2652         mutex_lock(&cpuset_mutex);
2653
2654         set_bit(CS_ONLINE, &cs->flags);
2655         if (is_spread_page(parent))
2656                 set_bit(CS_SPREAD_PAGE, &cs->flags);
2657         if (is_spread_slab(parent))
2658                 set_bit(CS_SPREAD_SLAB, &cs->flags);
2659
2660         cpuset_inc();
2661
2662         spin_lock_irq(&callback_lock);
2663         if (is_in_v2_mode()) {
2664                 cpumask_copy(cs->effective_cpus, parent->effective_cpus);
2665                 cs->effective_mems = parent->effective_mems;
2666                 cs->use_parent_ecpus = true;
2667                 parent->child_ecpus_count++;
2668         }
2669         spin_unlock_irq(&callback_lock);
2670
2671         if (!test_bit(CGRP_CPUSET_CLONE_CHILDREN, &css->cgroup->flags))
2672                 goto out_unlock;
2673
2674         /*
2675          * Clone @parent's configuration if CGRP_CPUSET_CLONE_CHILDREN is
2676          * set.  This flag handling is implemented in cgroup core for
2677          * histrical reasons - the flag may be specified during mount.
2678          *
2679          * Currently, if any sibling cpusets have exclusive cpus or mem, we
2680          * refuse to clone the configuration - thereby refusing the task to
2681          * be entered, and as a result refusing the sys_unshare() or
2682          * clone() which initiated it.  If this becomes a problem for some
2683          * users who wish to allow that scenario, then this could be
2684          * changed to grant parent->cpus_allowed-sibling_cpus_exclusive
2685          * (and likewise for mems) to the new cgroup.
2686          */
2687         rcu_read_lock();
2688         cpuset_for_each_child(tmp_cs, pos_css, parent) {
2689                 if (is_mem_exclusive(tmp_cs) || is_cpu_exclusive(tmp_cs)) {
2690                         rcu_read_unlock();
2691                         goto out_unlock;
2692                 }
2693         }
2694         rcu_read_unlock();
2695
2696         spin_lock_irq(&callback_lock);
2697         cs->mems_allowed = parent->mems_allowed;
2698         cs->effective_mems = parent->mems_allowed;
2699         cpumask_copy(cs->cpus_allowed, parent->cpus_allowed);
2700         cpumask_copy(cs->effective_cpus, parent->cpus_allowed);
2701         spin_unlock_irq(&callback_lock);
2702 out_unlock:
2703         mutex_unlock(&cpuset_mutex);
2704         return 0;
2705 }
2706
2707 /*
2708  * If the cpuset being removed has its flag 'sched_load_balance'
2709  * enabled, then simulate turning sched_load_balance off, which
2710  * will call rebuild_sched_domains_locked(). That is not needed
2711  * in the default hierarchy where only changes in partition
2712  * will cause repartitioning.
2713  *
2714  * If the cpuset has the 'sched.partition' flag enabled, simulate
2715  * turning 'sched.partition" off.
2716  */
2717
2718 static void cpuset_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
2719 {
2720         struct cpuset *cs = css_cs(css);
2721
2722         mutex_lock(&cpuset_mutex);
2723
2724         if (is_partition_root(cs))
2725                 update_prstate(cs, 0);
2726
2727         if (!cgroup_subsys_on_dfl(cpuset_cgrp_subsys) &&
2728             is_sched_load_balance(cs))
2729                 update_flag(CS_SCHED_LOAD_BALANCE, cs, 0);
2730
2731         if (cs->use_parent_ecpus) {
2732                 struct cpuset *parent = parent_cs(cs);
2733
2734                 cs->use_parent_ecpus = false;
2735                 parent->child_ecpus_count--;
2736         }
2737
2738         cpuset_dec();
2739         clear_bit(CS_ONLINE, &cs->flags);
2740
2741         mutex_unlock(&cpuset_mutex);
2742 }
2743
2744 static void cpuset_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
2745 {
2746         struct cpuset *cs = css_cs(css);
2747
2748         free_cpuset(cs);
2749 }
2750
2751 static void cpuset_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
2752 {
2753         mutex_lock(&cpuset_mutex);
2754         spin_lock_irq(&callback_lock);
2755
2756         if (is_in_v2_mode()) {
2757                 cpumask_copy(top_cpuset.cpus_allowed, cpu_possible_mask);
2758                 top_cpuset.mems_allowed = node_possible_map;
2759         } else {
2760                 cpumask_copy(top_cpuset.cpus_allowed,
2761                              top_cpuset.effective_cpus);
2762                 top_cpuset.mems_allowed = top_cpuset.effective_mems;
2763         }
2764
2765         spin_unlock_irq(&callback_lock);
2766         mutex_unlock(&cpuset_mutex);
2767 }
2768
2769 /*
2770  * Make sure the new task conform to the current state of its parent,
2771  * which could have been changed by cpuset just after it inherits the
2772  * state from the parent and before it sits on the cgroup's task list.
2773  */
2774 static void cpuset_fork(struct task_struct *task)
2775 {
2776         if (task_css_is_root(task, cpuset_cgrp_id))
2777                 return;
2778
2779         set_cpus_allowed_ptr(task, current->cpus_ptr);
2780         task->mems_allowed = current->mems_allowed;
2781 }
2782
2783 struct cgroup_subsys cpuset_cgrp_subsys = {
2784         .css_alloc      = cpuset_css_alloc,
2785         .css_online     = cpuset_css_online,
2786         .css_offline    = cpuset_css_offline,
2787         .css_free       = cpuset_css_free,
2788         .can_attach     = cpuset_can_attach,
2789         .cancel_attach  = cpuset_cancel_attach,
2790         .attach         = cpuset_attach,
2791         .post_attach    = cpuset_post_attach,
2792         .bind           = cpuset_bind,
2793         .fork           = cpuset_fork,
2794         .legacy_cftypes = legacy_files,
2795         .dfl_cftypes    = dfl_files,
2796         .early_init     = true,
2797         .threaded       = true,
2798 };
2799
2800 /**
2801  * cpuset_init - initialize cpusets at system boot
2802  *
2803  * Description: Initialize top_cpuset
2804  **/
2805
2806 int __init cpuset_init(void)
2807 {
2808         BUG_ON(!alloc_cpumask_var(&top_cpuset.cpus_allowed, GFP_KERNEL));
2809         BUG_ON(!alloc_cpumask_var(&top_cpuset.effective_cpus, GFP_KERNEL));
2810         BUG_ON(!zalloc_cpumask_var(&top_cpuset.subparts_cpus, GFP_KERNEL));
2811
2812         cpumask_setall(top_cpuset.cpus_allowed);
2813         nodes_setall(top_cpuset.mems_allowed);
2814         cpumask_setall(top_cpuset.effective_cpus);
2815         nodes_setall(top_cpuset.effective_mems);
2816
2817         fmeter_init(&top_cpuset.fmeter);
2818         set_bit(CS_SCHED_LOAD_BALANCE, &top_cpuset.flags);
2819         top_cpuset.relax_domain_level = -1;
2820
2821         BUG_ON(!alloc_cpumask_var(&cpus_attach, GFP_KERNEL));
2822
2823         return 0;
2824 }
2825
2826 /*
2827  * If CPU and/or memory hotplug handlers, below, unplug any CPUs
2828  * or memory nodes, we need to walk over the cpuset hierarchy,
2829  * removing that CPU or node from all cpusets.  If this removes the
2830  * last CPU or node from a cpuset, then move the tasks in the empty
2831  * cpuset to its next-highest non-empty parent.
2832  */
2833 static void remove_tasks_in_empty_cpuset(struct cpuset *cs)
2834 {
2835         struct cpuset *parent;
2836
2837         /*
2838          * Find its next-highest non-empty parent, (top cpuset
2839          * has online cpus, so can't be empty).
2840          */
2841         parent = parent_cs(cs);
2842         while (cpumask_empty(parent->cpus_allowed) ||
2843                         nodes_empty(parent->mems_allowed))
2844                 parent = parent_cs(parent);
2845
2846         if (cgroup_transfer_tasks(parent->css.cgroup, cs->css.cgroup)) {
2847                 pr_err("cpuset: failed to transfer tasks out of empty cpuset ");
2848                 pr_cont_cgroup_name(cs->css.cgroup);
2849                 pr_cont("\n");
2850         }
2851 }
2852
2853 static void
2854 hotplug_update_tasks_legacy(struct cpuset *cs,
2855                             struct cpumask *new_cpus, nodemask_t *new_mems,
2856                             bool cpus_updated, bool mems_updated)
2857 {
2858         bool is_empty;
2859
2860         spin_lock_irq(&callback_lock);
2861         cpumask_copy(cs->cpus_allowed, new_cpus);
2862         cpumask_copy(cs->effective_cpus, new_cpus);
2863         cs->mems_allowed = *new_mems;
2864         cs->effective_mems = *new_mems;
2865         spin_unlock_irq(&callback_lock);
2866
2867         /*
2868          * Don't call update_tasks_cpumask() if the cpuset becomes empty,
2869          * as the tasks will be migratecd to an ancestor.
2870          */
2871         if (cpus_updated && !cpumask_empty(cs->cpus_allowed))
2872                 update_tasks_cpumask(cs);
2873         if (mems_updated && !nodes_empty(cs->mems_allowed))
2874                 update_tasks_nodemask(cs);
2875
2876         is_empty = cpumask_empty(cs->cpus_allowed) ||
2877                    nodes_empty(cs->mems_allowed);
2878
2879         mutex_unlock(&cpuset_mutex);
2880
2881         /*
2882          * Move tasks to the nearest ancestor with execution resources,
2883          * This is full cgroup operation which will also call back into
2884          * cpuset. Should be done outside any lock.
2885          */
2886         if (is_empty)
2887                 remove_tasks_in_empty_cpuset(cs);
2888
2889         mutex_lock(&cpuset_mutex);
2890 }
2891
2892 static void
2893 hotplug_update_tasks(struct cpuset *cs,
2894                      struct cpumask *new_cpus, nodemask_t *new_mems,
2895                      bool cpus_updated, bool mems_updated)
2896 {
2897         if (cpumask_empty(new_cpus))
2898                 cpumask_copy(new_cpus, parent_cs(cs)->effective_cpus);
2899         if (nodes_empty(*new_mems))
2900                 *new_mems = parent_cs(cs)->effective_mems;
2901
2902         spin_lock_irq(&callback_lock);
2903         cpumask_copy(cs->effective_cpus, new_cpus);
2904         cs->effective_mems = *new_mems;
2905         spin_unlock_irq(&callback_lock);
2906
2907         if (cpus_updated)
2908                 update_tasks_cpumask(cs);
2909         if (mems_updated)
2910                 update_tasks_nodemask(cs);
2911 }
2912
2913 static bool force_rebuild;
2914
2915 void cpuset_force_rebuild(void)
2916 {
2917         force_rebuild = true;
2918 }
2919
2920 /**
2921  * cpuset_hotplug_update_tasks - update tasks in a cpuset for hotunplug
2922  * @cs: cpuset in interest
2923  * @tmp: the tmpmasks structure pointer
2924  *
2925  * Compare @cs's cpu and mem masks against top_cpuset and if some have gone
2926  * offline, update @cs accordingly.  If @cs ends up with no CPU or memory,
2927  * all its tasks are moved to the nearest ancestor with both resources.
2928  */
2929 static void cpuset_hotplug_update_tasks(struct cpuset *cs, struct tmpmasks *tmp)
2930 {
2931         static cpumask_t new_cpus;
2932         static nodemask_t new_mems;
2933         bool cpus_updated;
2934         bool mems_updated;
2935         struct cpuset *parent;
2936 retry:
2937         wait_event(cpuset_attach_wq, cs->attach_in_progress == 0);
2938
2939         mutex_lock(&cpuset_mutex);
2940
2941         /*
2942          * We have raced with task attaching. We wait until attaching
2943          * is finished, so we won't attach a task to an empty cpuset.
2944          */
2945         if (cs->attach_in_progress) {
2946                 mutex_unlock(&cpuset_mutex);
2947                 goto retry;
2948         }
2949
2950         parent =  parent_cs(cs);
2951         compute_effective_cpumask(&new_cpus, cs, parent);
2952         nodes_and(new_mems, cs->mems_allowed, parent->effective_mems);
2953
2954         if (cs->nr_subparts_cpus)
2955                 /*
2956                  * Make sure that CPUs allocated to child partitions
2957                  * do not show up in effective_cpus.
2958                  */
2959                 cpumask_andnot(&new_cpus, &new_cpus, cs->subparts_cpus);
2960
2961         if (!tmp || !cs->partition_root_state)
2962                 goto update_tasks;
2963
2964         /*
2965          * In the unlikely event that a partition root has empty
2966          * effective_cpus or its parent becomes erroneous, we have to
2967          * transition it to the erroneous state.
2968          */
2969         if (is_partition_root(cs) && (cpumask_empty(&new_cpus) ||
2970            (parent->partition_root_state == PRS_ERROR))) {
2971                 if (cs->nr_subparts_cpus) {
2972                         cs->nr_subparts_cpus = 0;
2973                         cpumask_clear(cs->subparts_cpus);
2974                         compute_effective_cpumask(&new_cpus, cs, parent);
2975                 }
2976
2977                 /*
2978                  * If the effective_cpus is empty because the child
2979                  * partitions take away all the CPUs, we can keep
2980                  * the current partition and let the child partitions
2981                  * fight for available CPUs.
2982                  */
2983                 if ((parent->partition_root_state == PRS_ERROR) ||
2984                      cpumask_empty(&new_cpus)) {
2985                         update_parent_subparts_cpumask(cs, partcmd_disable,
2986                                                        NULL, tmp);
2987                         cs->partition_root_state = PRS_ERROR;
2988                 }
2989                 cpuset_force_rebuild();
2990         }
2991
2992         /*
2993          * On the other hand, an erroneous partition root may be transitioned
2994          * back to a regular one or a partition root with no CPU allocated
2995          * from the parent may change to erroneous.
2996          */
2997         if (is_partition_root(parent) &&
2998            ((cs->partition_root_state == PRS_ERROR) ||
2999             !cpumask_intersects(&new_cpus, parent->subparts_cpus)) &&
3000              update_parent_subparts_cpumask(cs, partcmd_update, NULL, tmp))
3001                 cpuset_force_rebuild();
3002
3003 update_tasks:
3004         cpus_updated = !cpumask_equal(&new_cpus, cs->effective_cpus);
3005         mems_updated = !nodes_equal(new_mems, cs->effective_mems);
3006
3007         if (is_in_v2_mode())
3008                 hotplug_update_tasks(cs, &new_cpus, &new_mems,
3009                                      cpus_updated, mems_updated);
3010         else
3011                 hotplug_update_tasks_legacy(cs, &new_cpus, &new_mems,
3012                                             cpus_updated, mems_updated);
3013
3014         mutex_unlock(&cpuset_mutex);
3015 }
3016
3017 /**
3018  * cpuset_hotplug_workfn - handle CPU/memory hotunplug for a cpuset
3019  *
3020  * This function is called after either CPU or memory configuration has
3021  * changed and updates cpuset accordingly.  The top_cpuset is always
3022  * synchronized to cpu_active_mask and N_MEMORY, which is necessary in
3023  * order to make cpusets transparent (of no affect) on systems that are
3024  * actively using CPU hotplug but making no active use of cpusets.
3025  *
3026  * Non-root cpusets are only affected by offlining.  If any CPUs or memory
3027  * nodes have been taken down, cpuset_hotplug_update_tasks() is invoked on
3028  * all descendants.
3029  *
3030  * Note that CPU offlining during suspend is ignored.  We don't modify
3031  * cpusets across suspend/resume cycles at all.
3032  */
3033 static void cpuset_hotplug_workfn(struct work_struct *work)
3034 {
3035         static cpumask_t new_cpus;
3036         static nodemask_t new_mems;
3037         bool cpus_updated, mems_updated;
3038         bool on_dfl = is_in_v2_mode();
3039         struct tmpmasks tmp, *ptmp = NULL;
3040
3041         if (on_dfl && !alloc_cpumasks(NULL, &tmp))
3042                 ptmp = &tmp;
3043
3044         mutex_lock(&cpuset_mutex);
3045
3046         /* fetch the available cpus/mems and find out which changed how */
3047         cpumask_copy(&new_cpus, cpu_active_mask);
3048         new_mems = node_states[N_MEMORY];
3049
3050         /*
3051          * If subparts_cpus is populated, it is likely that the check below
3052          * will produce a false positive on cpus_updated when the cpu list
3053          * isn't changed. It is extra work, but it is better to be safe.
3054          */
3055         cpus_updated = !cpumask_equal(top_cpuset.effective_cpus, &new_cpus);
3056         mems_updated = !nodes_equal(top_cpuset.effective_mems, new_mems);
3057
3058         /* synchronize cpus_allowed to cpu_active_mask */
3059         if (cpus_updated) {
3060                 spin_lock_irq(&callback_lock);
3061                 if (!on_dfl)
3062                         cpumask_copy(top_cpuset.cpus_allowed, &new_cpus);
3063                 /*
3064                  * Make sure that CPUs allocated to child partitions
3065                  * do not show up in effective_cpus. If no CPU is left,
3066                  * we clear the subparts_cpus & let the child partitions
3067                  * fight for the CPUs again.
3068                  */
3069                 if (top_cpuset.nr_subparts_cpus) {
3070                         if (cpumask_subset(&new_cpus,
3071                                            top_cpuset.subparts_cpus)) {
3072                                 top_cpuset.nr_subparts_cpus = 0;
3073                                 cpumask_clear(top_cpuset.subparts_cpus);
3074                         } else {
3075                                 cpumask_andnot(&new_cpus, &new_cpus,
3076                                                top_cpuset.subparts_cpus);
3077                         }
3078                 }
3079                 cpumask_copy(top_cpuset.effective_cpus, &new_cpus);
3080                 spin_unlock_irq(&callback_lock);
3081                 /* we don't mess with cpumasks of tasks in top_cpuset */
3082         }
3083
3084         /* synchronize mems_allowed to N_MEMORY */
3085         if (mems_updated) {
3086                 spin_lock_irq(&callback_lock);
3087                 if (!on_dfl)
3088                         top_cpuset.mems_allowed = new_mems;
3089                 top_cpuset.effective_mems = new_mems;
3090                 spin_unlock_irq(&callback_lock);
3091                 update_tasks_nodemask(&top_cpuset);
3092         }
3093
3094         mutex_unlock(&cpuset_mutex);
3095
3096         /* if cpus or mems changed, we need to propagate to descendants */
3097         if (cpus_updated || mems_updated) {
3098                 struct cpuset *cs;
3099                 struct cgroup_subsys_state *pos_css;
3100
3101                 rcu_read_lock();
3102                 cpuset_for_each_descendant_pre(cs, pos_css, &top_cpuset) {
3103                         if (cs == &top_cpuset || !css_tryget_online(&cs->css))
3104                                 continue;
3105                         rcu_read_unlock();
3106
3107                         cpuset_hotplug_update_tasks(cs, ptmp);
3108
3109                         rcu_read_lock();
3110                         css_put(&cs->css);
3111                 }
3112                 rcu_read_unlock();
3113         }
3114
3115         /* rebuild sched domains if cpus_allowed has changed */
3116         if (cpus_updated || force_rebuild) {
3117                 force_rebuild = false;
3118                 rebuild_sched_domains();
3119         }
3120
3121         free_cpumasks(NULL, ptmp);
3122 }
3123
3124 void cpuset_update_active_cpus(void)
3125 {
3126         /*
3127          * We're inside cpu hotplug critical region which usually nests
3128          * inside cgroup synchronization.  Bounce actual hotplug processing
3129          * to a work item to avoid reverse locking order.
3130          */
3131         schedule_work(&cpuset_hotplug_work);
3132 }
3133
3134 void cpuset_wait_for_hotplug(void)
3135 {
3136         flush_work(&cpuset_hotplug_work);
3137 }
3138
3139 /*
3140  * Keep top_cpuset.mems_allowed tracking node_states[N_MEMORY].
3141  * Call this routine anytime after node_states[N_MEMORY] changes.
3142  * See cpuset_update_active_cpus() for CPU hotplug handling.
3143  */
3144 static int cpuset_track_online_nodes(struct notifier_block *self,
3145                                 unsigned long action, void *arg)
3146 {
3147         schedule_work(&cpuset_hotplug_work);
3148         return NOTIFY_OK;
3149 }
3150
3151 static struct notifier_block cpuset_track_online_nodes_nb = {
3152         .notifier_call = cpuset_track_online_nodes,
3153         .priority = 10,         /* ??! */
3154 };
3155
3156 /**
3157  * cpuset_init_smp - initialize cpus_allowed
3158  *
3159  * Description: Finish top cpuset after cpu, node maps are initialized
3160  */
3161 void __init cpuset_init_smp(void)
3162 {
3163         cpumask_copy(top_cpuset.cpus_allowed, cpu_active_mask);
3164         top_cpuset.mems_allowed = node_states[N_MEMORY];
3165         top_cpuset.old_mems_allowed = top_cpuset.mems_allowed;
3166
3167         cpumask_copy(top_cpuset.effective_cpus, cpu_active_mask);
3168         top_cpuset.effective_mems = node_states[N_MEMORY];
3169
3170         register_hotmemory_notifier(&cpuset_track_online_nodes_nb);
3171
3172         cpuset_migrate_mm_wq = alloc_ordered_workqueue("cpuset_migrate_mm", 0);
3173         BUG_ON(!cpuset_migrate_mm_wq);
3174 }
3175
3176 /**
3177  * cpuset_cpus_allowed - return cpus_allowed mask from a tasks cpuset.
3178  * @tsk: pointer to task_struct from which to obtain cpuset->cpus_allowed.
3179  * @pmask: pointer to struct cpumask variable to receive cpus_allowed set.
3180  *
3181  * Description: Returns the cpumask_var_t cpus_allowed of the cpuset
3182  * attached to the specified @tsk.  Guaranteed to return some non-empty
3183  * subset of cpu_online_mask, even if this means going outside the
3184  * tasks cpuset.
3185  **/
3186
3187 void cpuset_cpus_allowed(struct task_struct *tsk, struct cpumask *pmask)
3188 {
3189         unsigned long flags;
3190
3191         spin_lock_irqsave(&callback_lock, flags);
3192         rcu_read_lock();
3193         guarantee_online_cpus(task_cs(tsk), pmask);
3194         rcu_read_unlock();
3195         spin_unlock_irqrestore(&callback_lock, flags);
3196 }
3197
3198 /**
3199  * cpuset_cpus_allowed_fallback - final fallback before complete catastrophe.
3200  * @tsk: pointer to task_struct with which the scheduler is struggling
3201  *
3202  * Description: In the case that the scheduler cannot find an allowed cpu in
3203  * tsk->cpus_allowed, we fall back to task_cs(tsk)->cpus_allowed. In legacy
3204  * mode however, this value is the same as task_cs(tsk)->effective_cpus,
3205  * which will not contain a sane cpumask during cases such as cpu hotplugging.
3206  * This is the absolute last resort for the scheduler and it is only used if
3207  * _every_ other avenue has been traveled.
3208  **/
3209
3210 void cpuset_cpus_allowed_fallback(struct task_struct *tsk)
3211 {
3212         rcu_read_lock();
3213         do_set_cpus_allowed(tsk, is_in_v2_mode() ?
3214                 task_cs(tsk)->cpus_allowed : cpu_possible_mask);
3215         rcu_read_unlock();
3216
3217         /*
3218          * We own tsk->cpus_allowed, nobody can change it under us.
3219          *
3220          * But we used cs && cs->cpus_allowed lockless and thus can
3221          * race with cgroup_attach_task() or update_cpumask() and get
3222          * the wrong tsk->cpus_allowed. However, both cases imply the
3223          * subsequent cpuset_change_cpumask()->set_cpus_allowed_ptr()
3224          * which takes task_rq_lock().
3225          *
3226          * If we are called after it dropped the lock we must see all
3227          * changes in tsk_cs()->cpus_allowed. Otherwise we can temporary
3228          * set any mask even if it is not right from task_cs() pov,
3229          * the pending set_cpus_allowed_ptr() will fix things.
3230          *
3231          * select_fallback_rq() will fix things ups and set cpu_possible_mask
3232          * if required.
3233          */
3234 }
3235
3236 void __init cpuset_init_current_mems_allowed(void)
3237 {
3238         nodes_setall(current->mems_allowed);
3239 }
3240
3241 /**
3242  * cpuset_mems_allowed - return mems_allowed mask from a tasks cpuset.
3243  * @tsk: pointer to task_struct from which to obtain cpuset->mems_allowed.
3244  *
3245  * Description: Returns the nodemask_t mems_allowed of the cpuset
3246  * attached to the specified @tsk.  Guaranteed to return some non-empty
3247  * subset of node_states[N_MEMORY], even if this means going outside the
3248  * tasks cpuset.
3249  **/
3250
3251 nodemask_t cpuset_mems_allowed(struct task_struct *tsk)
3252 {
3253         nodemask_t mask;
3254         unsigned long flags;
3255
3256         spin_lock_irqsave(&callback_lock, flags);
3257         rcu_read_lock();
3258         guarantee_online_mems(task_cs(tsk), &mask);
3259         rcu_read_unlock();
3260         spin_unlock_irqrestore(&callback_lock, flags);
3261
3262         return mask;
3263 }
3264
3265 /**
3266  * cpuset_nodemask_valid_mems_allowed - check nodemask vs. curremt mems_allowed
3267  * @nodemask: the nodemask to be checked
3268  *
3269  * Are any of the nodes in the nodemask allowed in current->mems_allowed?
3270  */
3271 int cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(nodemask_t *nodemask)
3272 {
3273         return nodes_intersects(*nodemask, current->mems_allowed);
3274 }
3275
3276 /*
3277  * nearest_hardwall_ancestor() - Returns the nearest mem_exclusive or
3278  * mem_hardwall ancestor to the specified cpuset.  Call holding
3279  * callback_lock.  If no ancestor is mem_exclusive or mem_hardwall
3280  * (an unusual configuration), then returns the root cpuset.
3281  */
3282 static struct cpuset *nearest_hardwall_ancestor(struct cpuset *cs)
3283 {
3284         while (!(is_mem_exclusive(cs) || is_mem_hardwall(cs)) && parent_cs(cs))
3285                 cs = parent_cs(cs);
3286         return cs;
3287 }
3288
3289 /**
3290  * cpuset_node_allowed - Can we allocate on a memory node?
3291  * @node: is this an allowed node?
3292  * @gfp_mask: memory allocation flags
3293  *
3294  * If we're in interrupt, yes, we can always allocate.  If @node is set in
3295  * current's mems_allowed, yes.  If it's not a __GFP_HARDWALL request and this
3296  * node is set in the nearest hardwalled cpuset ancestor to current's cpuset,
3297  * yes.  If current has access to memory reserves as an oom victim, yes.
3298  * Otherwise, no.
3299  *
3300  * GFP_USER allocations are marked with the __GFP_HARDWALL bit,
3301  * and do not allow allocations outside the current tasks cpuset
3302  * unless the task has been OOM killed.
3303  * GFP_KERNEL allocations are not so marked, so can escape to the
3304  * nearest enclosing hardwalled ancestor cpuset.
3305  *
3306  * Scanning up parent cpusets requires callback_lock.  The
3307  * __alloc_pages() routine only calls here with __GFP_HARDWALL bit
3308  * _not_ set if it's a GFP_KERNEL allocation, and all nodes in the
3309  * current tasks mems_allowed came up empty on the first pass over
3310  * the zonelist.  So only GFP_KERNEL allocations, if all nodes in the
3311  * cpuset are short of memory, might require taking the callback_lock.
3312  *
3313  * The first call here from mm/page_alloc:get_page_from_freelist()
3314  * has __GFP_HARDWALL set in gfp_mask, enforcing hardwall cpusets,
3315  * so no allocation on a node outside the cpuset is allowed (unless
3316  * in interrupt, of course).
3317  *
3318  * The second pass through get_page_from_freelist() doesn't even call
3319  * here for GFP_ATOMIC calls.  For those calls, the __alloc_pages()
3320  * variable 'wait' is not set, and the bit ALLOC_CPUSET is not set
3321  * in alloc_flags.  That logic and the checks below have the combined
3322  * affect that:
3323  *      in_interrupt - any node ok (current task context irrelevant)
3324  *      GFP_ATOMIC   - any node ok
3325  *      tsk_is_oom_victim   - any node ok
3326  *      GFP_KERNEL   - any node in enclosing hardwalled cpuset ok
3327  *      GFP_USER     - only nodes in current tasks mems allowed ok.
3328  */
3329 bool __cpuset_node_allowed(int node, gfp_t gfp_mask)
3330 {
3331         struct cpuset *cs;              /* current cpuset ancestors */
3332         int allowed;                    /* is allocation in zone z allowed? */
3333         unsigned long flags;
3334
3335         if (in_interrupt())
3336                 return true;
3337         if (node_isset(node, current->mems_allowed))
3338                 return true;
3339         /*
3340          * Allow tasks that have access to memory reserves because they have
3341          * been OOM killed to get memory anywhere.
3342          */
3343         if (unlikely(tsk_is_oom_victim(current)))
3344                 return true;
3345         if (gfp_mask & __GFP_HARDWALL)  /* If hardwall request, stop here */
3346                 return false;
3347
3348         if (current->flags & PF_EXITING) /* Let dying task have memory */
3349                 return true;
3350
3351         /* Not hardwall and node outside mems_allowed: scan up cpusets */
3352         spin_lock_irqsave(&callback_lock, flags);
3353
3354         rcu_read_lock();
3355         cs = nearest_hardwall_ancestor(task_cs(current));
3356         allowed = node_isset(node, cs->mems_allowed);
3357         rcu_read_unlock();
3358
3359         spin_unlock_irqrestore(&callback_lock, flags);
3360         return allowed;
3361 }
3362
3363 /**
3364  * cpuset_mem_spread_node() - On which node to begin search for a file page
3365  * cpuset_slab_spread_node() - On which node to begin search for a slab page
3366  *
3367  * If a task is marked PF_SPREAD_PAGE or PF_SPREAD_SLAB (as for
3368  * tasks in a cpuset with is_spread_page or is_spread_slab set),
3369  * and if the memory allocation used cpuset_mem_spread_node()
3370  * to determine on which node to start looking, as it will for
3371  * certain page cache or slab cache pages such as used for file
3372  * system buffers and inode caches, then instead of starting on the
3373  * local node to look for a free page, rather spread the starting
3374  * node around the tasks mems_allowed nodes.
3375  *
3376  * We don't have to worry about the returned node being offline
3377  * because "it can't happen", and even if it did, it would be ok.
3378  *
3379  * The routines calling guarantee_online_mems() are careful to
3380  * only set nodes in task->mems_allowed that are online.  So it
3381  * should not be possible for the following code to return an
3382  * offline node.  But if it did, that would be ok, as this routine
3383  * is not returning the node where the allocation must be, only
3384  * the node where the search should start.  The zonelist passed to
3385  * __alloc_pages() will include all nodes.  If the slab allocator
3386  * is passed an offline node, it will fall back to the local node.
3387  * See kmem_cache_alloc_node().
3388  */
3389
3390 static int cpuset_spread_node(int *rotor)
3391 {
3392         return *rotor = next_node_in(*rotor, current->mems_allowed);
3393 }
3394
3395 int cpuset_mem_spread_node(void)
3396 {
3397         if (current->cpuset_mem_spread_rotor == NUMA_NO_NODE)
3398                 current->cpuset_mem_spread_rotor =
3399                         node_random(&current->mems_allowed);
3400
3401         return cpuset_spread_node(&current->cpuset_mem_spread_rotor);
3402 }
3403
3404 int cpuset_slab_spread_node(void)
3405 {
3406         if (current->cpuset_slab_spread_rotor == NUMA_NO_NODE)
3407                 current->cpuset_slab_spread_rotor =
3408                         node_random(&current->mems_allowed);
3409
3410         return cpuset_spread_node(&current->cpuset_slab_spread_rotor);
3411 }
3412
3413 EXPORT_SYMBOL_GPL(cpuset_mem_spread_node);
3414
3415 /**
3416  * cpuset_mems_allowed_intersects - Does @tsk1's mems_allowed intersect @tsk2's?
3417  * @tsk1: pointer to task_struct of some task.
3418  * @tsk2: pointer to task_struct of some other task.
3419  *
3420  * Description: Return true if @tsk1's mems_allowed intersects the
3421  * mems_allowed of @tsk2.  Used by the OOM killer to determine if
3422  * one of the task's memory usage might impact the memory available
3423  * to the other.
3424  **/
3425
3426 int cpuset_mems_allowed_intersects(const struct task_struct *tsk1,
3427                                    const struct task_struct *tsk2)
3428 {
3429         return nodes_intersects(tsk1->mems_allowed, tsk2->mems_allowed);
3430 }
3431
3432 /**
3433  * cpuset_print_current_mems_allowed - prints current's cpuset and mems_allowed
3434  *
3435  * Description: Prints current's name, cpuset name, and cached copy of its
3436  * mems_allowed to the kernel log.
3437  */
3438 void cpuset_print_current_mems_allowed(void)
3439 {
3440         struct cgroup *cgrp;
3441
3442         rcu_read_lock();
3443
3444         cgrp = task_cs(current)->css.cgroup;
3445         pr_cont(",cpuset=");
3446         pr_cont_cgroup_name(cgrp);
3447         pr_cont(",mems_allowed=%*pbl",
3448                 nodemask_pr_args(&current->mems_allowed));
3449
3450         rcu_read_unlock();
3451 }
3452
3453 /*
3454  * Collection of memory_pressure is suppressed unless
3455  * this flag is enabled by writing "1" to the special
3456  * cpuset file 'memory_pressure_enabled' in the root cpuset.
3457  */
3458
3459 int cpuset_memory_pressure_enabled __read_mostly;
3460
3461 /**
3462  * cpuset_memory_pressure_bump - keep stats of per-cpuset reclaims.
3463  *
3464  * Keep a running average of the rate of synchronous (direct)
3465  * page reclaim efforts initiated by tasks in each cpuset.
3466  *
3467  * This represents the rate at which some task in the cpuset
3468  * ran low on memory on all nodes it was allowed to use, and
3469  * had to enter the kernels page reclaim code in an effort to
3470  * create more free memory by tossing clean pages or swapping
3471  * or writing dirty pages.
3472  *
3473  * Display to user space in the per-cpuset read-only file
3474  * "memory_pressure".  Value displayed is an integer
3475  * representing the recent rate of entry into the synchronous
3476  * (direct) page reclaim by any task attached to the cpuset.
3477  **/
3478
3479 void __cpuset_memory_pressure_bump(void)
3480 {
3481         rcu_read_lock();
3482         fmeter_markevent(&task_cs(current)->fmeter);
3483         rcu_read_unlock();
3484 }
3485
3486 #ifdef CONFIG_PROC_PID_CPUSET
3487 /*
3488  * proc_cpuset_show()
3489  *  - Print tasks cpuset path into seq_file.
3490  *  - Used for /proc/<pid>/cpuset.
3491  *  - No need to task_lock(tsk) on this tsk->cpuset reference, as it
3492  *    doesn't really matter if tsk->cpuset changes after we read it,
3493  *    and we take cpuset_mutex, keeping cpuset_attach() from changing it
3494  *    anyway.
3495  */
3496 int proc_cpuset_show(struct seq_file *m, struct pid_namespace *ns,
3497                      struct pid *pid, struct task_struct *tsk)
3498 {
3499         char *buf;
3500         struct cgroup_subsys_state *css;
3501         int retval;
3502
3503         retval = -ENOMEM;
3504         buf = kmalloc(PATH_MAX, GFP_KERNEL);
3505         if (!buf)
3506                 goto out;
3507
3508         css = task_get_css(tsk, cpuset_cgrp_id);
3509         retval = cgroup_path_ns(css->cgroup, buf, PATH_MAX,
3510                                 current->nsproxy->cgroup_ns);
3511         css_put(css);
3512         if (retval >= PATH_MAX)
3513                 retval = -ENAMETOOLONG;
3514         if (retval < 0)
3515                 goto out_free;
3516         seq_puts(m, buf);
3517         seq_putc(m, '\n');
3518         retval = 0;
3519 out_free:
3520         kfree(buf);
3521 out:
3522         return retval;
3523 }
3524 #endif /* CONFIG_PROC_PID_CPUSET */
3525
3526 /* Display task mems_allowed in /proc/<pid>/status file. */
3527 void cpuset_task_status_allowed(struct seq_file *m, struct task_struct *task)
3528 {
3529         seq_printf(m, "Mems_allowed:\t%*pb\n",
3530                    nodemask_pr_args(&task->mems_allowed));
3531         seq_printf(m, "Mems_allowed_list:\t%*pbl\n",
3532                    nodemask_pr_args(&task->mems_allowed));
3533 }