GNU Linux-libre 5.10.215-gnu1
[releases.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/kthread.h>
37 #include <linux/list.h>
38 #include <linux/mempolicy.h>
39 #include <linux/mm.h>
40 #include <linux/memory.h>
41 #include <linux/export.h>
42 #include <linux/mount.h>
43 #include <linux/fs_context.h>
44 #include <linux/namei.h>
45 #include <linux/pagemap.h>
46 #include <linux/proc_fs.h>
47 #include <linux/rcupdate.h>
48 #include <linux/sched.h>
49 #include <linux/sched/deadline.h>
50 #include <linux/sched/mm.h>
51 #include <linux/sched/task.h>
52 #include <linux/seq_file.h>
53 #include <linux/security.h>
54 #include <linux/slab.h>
55 #include <linux/spinlock.h>
56 #include <linux/stat.h>
57 #include <linux/string.h>
58 #include <linux/time.h>
59 #include <linux/time64.h>
60 #include <linux/backing-dev.h>
61 #include <linux/sort.h>
62 #include <linux/oom.h>
63 #include <linux/sched/isolation.h>
64 #include <linux/uaccess.h>
65 #include <linux/atomic.h>
66 #include <linux/mutex.h>
67 #include <linux/cgroup.h>
68 #include <linux/wait.h>
69
70 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(cpusets_pre_enable_key);
71 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(cpusets_enabled_key);
72
73 /* See "Frequency meter" comments, below. */
74
75 struct fmeter {
76         int cnt;                /* unprocessed events count */
77         int val;                /* most recent output value */
78         time64_t time;          /* clock (secs) when val computed */
79         spinlock_t lock;        /* guards read or write of above */
80 };
81
82 struct cpuset {
83         struct cgroup_subsys_state css;
84
85         unsigned long flags;            /* "unsigned long" so bitops work */
86
87         /*
88          * On default hierarchy:
89          *
90          * The user-configured masks can only be changed by writing to
91          * cpuset.cpus and cpuset.mems, and won't be limited by the
92          * parent masks.
93          *
94          * The effective masks is the real masks that apply to the tasks
95          * in the cpuset. They may be changed if the configured masks are
96          * changed or hotplug happens.
97          *
98          * effective_mask == configured_mask & parent's effective_mask,
99          * and if it ends up empty, it will inherit the parent's mask.
100          *
101          *
102          * On legacy hierachy:
103          *
104          * The user-configured masks are always the same with effective masks.
105          */
106
107         /* user-configured CPUs and Memory Nodes allow to tasks */
108         cpumask_var_t cpus_allowed;
109         nodemask_t mems_allowed;
110
111         /* effective CPUs and Memory Nodes allow to tasks */
112         cpumask_var_t effective_cpus;
113         nodemask_t effective_mems;
114
115         /*
116          * CPUs allocated to child sub-partitions (default hierarchy only)
117          * - CPUs granted by the parent = effective_cpus U subparts_cpus
118          * - effective_cpus and subparts_cpus are mutually exclusive.
119          *
120          * effective_cpus contains only onlined CPUs, but subparts_cpus
121          * may have offlined ones.
122          */
123         cpumask_var_t subparts_cpus;
124
125         /*
126          * This is old Memory Nodes tasks took on.
127          *
128          * - top_cpuset.old_mems_allowed is initialized to mems_allowed.
129          * - A new cpuset's old_mems_allowed is initialized when some
130          *   task is moved into it.
131          * - old_mems_allowed is used in cpuset_migrate_mm() when we change
132          *   cpuset.mems_allowed and have tasks' nodemask updated, and
133          *   then old_mems_allowed is updated to mems_allowed.
134          */
135         nodemask_t old_mems_allowed;
136
137         struct fmeter fmeter;           /* memory_pressure filter */
138
139         /*
140          * Tasks are being attached to this cpuset.  Used to prevent
141          * zeroing cpus/mems_allowed between ->can_attach() and ->attach().
142          */
143         int attach_in_progress;
144
145         /* partition number for rebuild_sched_domains() */
146         int pn;
147
148         /* for custom sched domain */
149         int relax_domain_level;
150
151         /* number of CPUs in subparts_cpus */
152         int nr_subparts_cpus;
153
154         /* partition root state */
155         int partition_root_state;
156
157         /*
158          * Default hierarchy only:
159          * use_parent_ecpus - set if using parent's effective_cpus
160          * child_ecpus_count - # of children with use_parent_ecpus set
161          */
162         int use_parent_ecpus;
163         int child_ecpus_count;
164
165         /*
166          * number of SCHED_DEADLINE tasks attached to this cpuset, so that we
167          * know when to rebuild associated root domain bandwidth information.
168          */
169         int nr_deadline_tasks;
170         int nr_migrate_dl_tasks;
171         u64 sum_migrate_dl_bw;
172 };
173
174 /*
175  * Partition root states:
176  *
177  *   0 - not a partition root
178  *
179  *   1 - partition root
180  *
181  *  -1 - invalid partition root
182  *       None of the cpus in cpus_allowed can be put into the parent's
183  *       subparts_cpus. In this case, the cpuset is not a real partition
184  *       root anymore.  However, the CPU_EXCLUSIVE bit will still be set
185  *       and the cpuset can be restored back to a partition root if the
186  *       parent cpuset can give more CPUs back to this child cpuset.
187  */
188 #define PRS_DISABLED            0
189 #define PRS_ENABLED             1
190 #define PRS_ERROR               -1
191
192 /*
193  * Temporary cpumasks for working with partitions that are passed among
194  * functions to avoid memory allocation in inner functions.
195  */
196 struct tmpmasks {
197         cpumask_var_t addmask, delmask; /* For partition root */
198         cpumask_var_t new_cpus;         /* For update_cpumasks_hier() */
199 };
200
201 static inline struct cpuset *css_cs(struct cgroup_subsys_state *css)
202 {
203         return css ? container_of(css, struct cpuset, css) : NULL;
204 }
205
206 /* Retrieve the cpuset for a task */
207 static inline struct cpuset *task_cs(struct task_struct *task)
208 {
209         return css_cs(task_css(task, cpuset_cgrp_id));
210 }
211
212 static inline struct cpuset *parent_cs(struct cpuset *cs)
213 {
214         return css_cs(cs->css.parent);
215 }
216
217 void inc_dl_tasks_cs(struct task_struct *p)
218 {
219         struct cpuset *cs = task_cs(p);
220
221         cs->nr_deadline_tasks++;
222 }
223
224 void dec_dl_tasks_cs(struct task_struct *p)
225 {
226         struct cpuset *cs = task_cs(p);
227
228         cs->nr_deadline_tasks--;
229 }
230
231 /* bits in struct cpuset flags field */
232 typedef enum {
233         CS_ONLINE,
234         CS_CPU_EXCLUSIVE,
235         CS_MEM_EXCLUSIVE,
236         CS_MEM_HARDWALL,
237         CS_MEMORY_MIGRATE,
238         CS_SCHED_LOAD_BALANCE,
239         CS_SPREAD_PAGE,
240         CS_SPREAD_SLAB,
241 } cpuset_flagbits_t;
242
243 /* convenient tests for these bits */
244 static inline bool is_cpuset_online(struct cpuset *cs)
245 {
246         return test_bit(CS_ONLINE, &cs->flags) && !css_is_dying(&cs->css);
247 }
248
249 static inline int is_cpu_exclusive(const struct cpuset *cs)
250 {
251         return test_bit(CS_CPU_EXCLUSIVE, &cs->flags);
252 }
253
254 static inline int is_mem_exclusive(const struct cpuset *cs)
255 {
256         return test_bit(CS_MEM_EXCLUSIVE, &cs->flags);
257 }
258
259 static inline int is_mem_hardwall(const struct cpuset *cs)
260 {
261         return test_bit(CS_MEM_HARDWALL, &cs->flags);
262 }
263
264 static inline int is_sched_load_balance(const struct cpuset *cs)
265 {
266         return test_bit(CS_SCHED_LOAD_BALANCE, &cs->flags);
267 }
268
269 static inline int is_memory_migrate(const struct cpuset *cs)
270 {
271         return test_bit(CS_MEMORY_MIGRATE, &cs->flags);
272 }
273
274 static inline int is_spread_page(const struct cpuset *cs)
275 {
276         return test_bit(CS_SPREAD_PAGE, &cs->flags);
277 }
278
279 static inline int is_spread_slab(const struct cpuset *cs)
280 {
281         return test_bit(CS_SPREAD_SLAB, &cs->flags);
282 }
283
284 static inline int is_partition_root(const struct cpuset *cs)
285 {
286         return cs->partition_root_state > 0;
287 }
288
289 static struct cpuset top_cpuset = {
290         .flags = ((1 << CS_ONLINE) | (1 << CS_CPU_EXCLUSIVE) |
291                   (1 << CS_MEM_EXCLUSIVE)),
292         .partition_root_state = PRS_ENABLED,
293 };
294
295 /**
296  * cpuset_for_each_child - traverse online children of a cpuset
297  * @child_cs: loop cursor pointing to the current child
298  * @pos_css: used for iteration
299  * @parent_cs: target cpuset to walk children of
300  *
301  * Walk @child_cs through the online children of @parent_cs.  Must be used
302  * with RCU read locked.
303  */
304 #define cpuset_for_each_child(child_cs, pos_css, parent_cs)             \
305         css_for_each_child((pos_css), &(parent_cs)->css)                \
306                 if (is_cpuset_online(((child_cs) = css_cs((pos_css)))))
307
308 /**
309  * cpuset_for_each_descendant_pre - pre-order walk of a cpuset's descendants
310  * @des_cs: loop cursor pointing to the current descendant
311  * @pos_css: used for iteration
312  * @root_cs: target cpuset to walk ancestor of
313  *
314  * Walk @des_cs through the online descendants of @root_cs.  Must be used
315  * with RCU read locked.  The caller may modify @pos_css by calling
316  * css_rightmost_descendant() to skip subtree.  @root_cs is included in the
317  * iteration and the first node to be visited.
318  */
319 #define cpuset_for_each_descendant_pre(des_cs, pos_css, root_cs)        \
320         css_for_each_descendant_pre((pos_css), &(root_cs)->css)         \
321                 if (is_cpuset_online(((des_cs) = css_cs((pos_css)))))
322
323 /*
324  * There are two global locks guarding cpuset structures - cpuset_mutex and
325  * callback_lock. We also require taking task_lock() when dereferencing a
326  * task's cpuset pointer. See "The task_lock() exception", at the end of this
327  * comment.
328  *
329  * A task must hold both locks to modify cpusets.  If a task holds
330  * cpuset_mutex, then it blocks others wanting that mutex, ensuring that it
331  * is the only task able to also acquire callback_lock and be able to
332  * modify cpusets.  It can perform various checks on the cpuset structure
333  * first, knowing nothing will change.  It can also allocate memory while
334  * just holding cpuset_mutex.  While it is performing these checks, various
335  * callback routines can briefly acquire callback_lock to query cpusets.
336  * Once it is ready to make the changes, it takes callback_lock, blocking
337  * everyone else.
338  *
339  * Calls to the kernel memory allocator can not be made while holding
340  * callback_lock, as that would risk double tripping on callback_lock
341  * from one of the callbacks into the cpuset code from within
342  * __alloc_pages().
343  *
344  * If a task is only holding callback_lock, then it has read-only
345  * access to cpusets.
346  *
347  * Now, the task_struct fields mems_allowed and mempolicy may be changed
348  * by other task, we use alloc_lock in the task_struct fields to protect
349  * them.
350  *
351  * The cpuset_common_file_read() handlers only hold callback_lock across
352  * small pieces of code, such as when reading out possibly multi-word
353  * cpumasks and nodemasks.
354  *
355  * Accessing a task's cpuset should be done in accordance with the
356  * guidelines for accessing subsystem state in kernel/cgroup.c
357  */
358
359 static DEFINE_MUTEX(cpuset_mutex);
360
361 void cpuset_lock(void)
362 {
363         mutex_lock(&cpuset_mutex);
364 }
365
366 void cpuset_unlock(void)
367 {
368         mutex_unlock(&cpuset_mutex);
369 }
370
371 static DEFINE_SPINLOCK(callback_lock);
372
373 static struct workqueue_struct *cpuset_migrate_mm_wq;
374
375 /*
376  * CPU / memory hotplug is handled asynchronously.
377  */
378 static void cpuset_hotplug_workfn(struct work_struct *work);
379 static DECLARE_WORK(cpuset_hotplug_work, cpuset_hotplug_workfn);
380
381 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(cpuset_attach_wq);
382
383 /*
384  * Cgroup v2 behavior is used on the "cpus" and "mems" control files when
385  * on default hierarchy or when the cpuset_v2_mode flag is set by mounting
386  * the v1 cpuset cgroup filesystem with the "cpuset_v2_mode" mount option.
387  * With v2 behavior, "cpus" and "mems" are always what the users have
388  * requested and won't be changed by hotplug events. Only the effective
389  * cpus or mems will be affected.
390  */
391 static inline bool is_in_v2_mode(void)
392 {
393         return cgroup_subsys_on_dfl(cpuset_cgrp_subsys) ||
394               (cpuset_cgrp_subsys.root->flags & CGRP_ROOT_CPUSET_V2_MODE);
395 }
396
397 /*
398  * Return in pmask the portion of a cpusets's cpus_allowed that
399  * are online.  If none are online, walk up the cpuset hierarchy
400  * until we find one that does have some online cpus.
401  *
402  * One way or another, we guarantee to return some non-empty subset
403  * of cpu_online_mask.
404  *
405  * Call with callback_lock or cpuset_mutex held.
406  */
407 static void guarantee_online_cpus(struct cpuset *cs, struct cpumask *pmask)
408 {
409         while (!cpumask_intersects(cs->effective_cpus, cpu_online_mask)) {
410                 cs = parent_cs(cs);
411                 if (unlikely(!cs)) {
412                         /*
413                          * The top cpuset doesn't have any online cpu as a
414                          * consequence of a race between cpuset_hotplug_work
415                          * and cpu hotplug notifier.  But we know the top
416                          * cpuset's effective_cpus is on its way to be
417                          * identical to cpu_online_mask.
418                          */
419                         cpumask_copy(pmask, cpu_online_mask);
420                         return;
421                 }
422         }
423         cpumask_and(pmask, cs->effective_cpus, cpu_online_mask);
424 }
425
426 /*
427  * Return in *pmask the portion of a cpusets's mems_allowed that
428  * are online, with memory.  If none are online with memory, walk
429  * up the cpuset hierarchy until we find one that does have some
430  * online mems.  The top cpuset always has some mems online.
431  *
432  * One way or another, we guarantee to return some non-empty subset
433  * of node_states[N_MEMORY].
434  *
435  * Call with callback_lock or cpuset_mutex held.
436  */
437 static void guarantee_online_mems(struct cpuset *cs, nodemask_t *pmask)
438 {
439         while (!nodes_intersects(cs->effective_mems, node_states[N_MEMORY]))
440                 cs = parent_cs(cs);
441         nodes_and(*pmask, cs->effective_mems, node_states[N_MEMORY]);
442 }
443
444 /*
445  * update task's spread flag if cpuset's page/slab spread flag is set
446  *
447  * Call with callback_lock or cpuset_mutex held.
448  */
449 static void cpuset_update_task_spread_flag(struct cpuset *cs,
450                                         struct task_struct *tsk)
451 {
452         if (is_spread_page(cs))
453                 task_set_spread_page(tsk);
454         else
455                 task_clear_spread_page(tsk);
456
457         if (is_spread_slab(cs))
458                 task_set_spread_slab(tsk);
459         else
460                 task_clear_spread_slab(tsk);
461 }
462
463 /*
464  * is_cpuset_subset(p, q) - Is cpuset p a subset of cpuset q?
465  *
466  * One cpuset is a subset of another if all its allowed CPUs and
467  * Memory Nodes are a subset of the other, and its exclusive flags
468  * are only set if the other's are set.  Call holding cpuset_mutex.
469  */
470
471 static int is_cpuset_subset(const struct cpuset *p, const struct cpuset *q)
472 {
473         return  cpumask_subset(p->cpus_allowed, q->cpus_allowed) &&
474                 nodes_subset(p->mems_allowed, q->mems_allowed) &&
475                 is_cpu_exclusive(p) <= is_cpu_exclusive(q) &&
476                 is_mem_exclusive(p) <= is_mem_exclusive(q);
477 }
478
479 /**
480  * alloc_cpumasks - allocate three cpumasks for cpuset
481  * @cs:  the cpuset that have cpumasks to be allocated.
482  * @tmp: the tmpmasks structure pointer
483  * Return: 0 if successful, -ENOMEM otherwise.
484  *
485  * Only one of the two input arguments should be non-NULL.
486  */
487 static inline int alloc_cpumasks(struct cpuset *cs, struct tmpmasks *tmp)
488 {
489         cpumask_var_t *pmask1, *pmask2, *pmask3;
490
491         if (cs) {
492                 pmask1 = &cs->cpus_allowed;
493                 pmask2 = &cs->effective_cpus;
494                 pmask3 = &cs->subparts_cpus;
495         } else {
496                 pmask1 = &tmp->new_cpus;
497                 pmask2 = &tmp->addmask;
498                 pmask3 = &tmp->delmask;
499         }
500
501         if (!zalloc_cpumask_var(pmask1, GFP_KERNEL))
502                 return -ENOMEM;
503
504         if (!zalloc_cpumask_var(pmask2, GFP_KERNEL))
505                 goto free_one;
506
507         if (!zalloc_cpumask_var(pmask3, GFP_KERNEL))
508                 goto free_two;
509
510         return 0;
511
512 free_two:
513         free_cpumask_var(*pmask2);
514 free_one:
515         free_cpumask_var(*pmask1);
516         return -ENOMEM;
517 }
518
519 /**
520  * free_cpumasks - free cpumasks in a tmpmasks structure
521  * @cs:  the cpuset that have cpumasks to be free.
522  * @tmp: the tmpmasks structure pointer
523  */
524 static inline void free_cpumasks(struct cpuset *cs, struct tmpmasks *tmp)
525 {
526         if (cs) {
527                 free_cpumask_var(cs->cpus_allowed);
528                 free_cpumask_var(cs->effective_cpus);
529                 free_cpumask_var(cs->subparts_cpus);
530         }
531         if (tmp) {
532                 free_cpumask_var(tmp->new_cpus);
533                 free_cpumask_var(tmp->addmask);
534                 free_cpumask_var(tmp->delmask);
535         }
536 }
537
538 /**
539  * alloc_trial_cpuset - allocate a trial cpuset
540  * @cs: the cpuset that the trial cpuset duplicates
541  */
542 static struct cpuset *alloc_trial_cpuset(struct cpuset *cs)
543 {
544         struct cpuset *trial;
545
546         trial = kmemdup(cs, sizeof(*cs), GFP_KERNEL);
547         if (!trial)
548                 return NULL;
549
550         if (alloc_cpumasks(trial, NULL)) {
551                 kfree(trial);
552                 return NULL;
553         }
554
555         cpumask_copy(trial->cpus_allowed, cs->cpus_allowed);
556         cpumask_copy(trial->effective_cpus, cs->effective_cpus);
557         return trial;
558 }
559
560 /**
561  * free_cpuset - free the cpuset
562  * @cs: the cpuset to be freed
563  */
564 static inline void free_cpuset(struct cpuset *cs)
565 {
566         free_cpumasks(cs, NULL);
567         kfree(cs);
568 }
569
570 /*
571  * validate_change() - Used to validate that any proposed cpuset change
572  *                     follows the structural rules for cpusets.
573  *
574  * If we replaced the flag and mask values of the current cpuset
575  * (cur) with those values in the trial cpuset (trial), would
576  * our various subset and exclusive rules still be valid?  Presumes
577  * cpuset_mutex held.
578  *
579  * 'cur' is the address of an actual, in-use cpuset.  Operations
580  * such as list traversal that depend on the actual address of the
581  * cpuset in the list must use cur below, not trial.
582  *
583  * 'trial' is the address of bulk structure copy of cur, with
584  * perhaps one or more of the fields cpus_allowed, mems_allowed,
585  * or flags changed to new, trial values.
586  *
587  * Return 0 if valid, -errno if not.
588  */
589
590 static int validate_change(struct cpuset *cur, struct cpuset *trial)
591 {
592         struct cgroup_subsys_state *css;
593         struct cpuset *c, *par;
594         int ret;
595
596         rcu_read_lock();
597
598         /* Each of our child cpusets must be a subset of us */
599         ret = -EBUSY;
600         cpuset_for_each_child(c, css, cur)
601                 if (!is_cpuset_subset(c, trial))
602                         goto out;
603
604         /* Remaining checks don't apply to root cpuset */
605         ret = 0;
606         if (cur == &top_cpuset)
607                 goto out;
608
609         par = parent_cs(cur);
610
611         /* On legacy hiearchy, we must be a subset of our parent cpuset. */
612         ret = -EACCES;
613         if (!is_in_v2_mode() && !is_cpuset_subset(trial, par))
614                 goto out;
615
616         /*
617          * If either I or some sibling (!= me) is exclusive, we can't
618          * overlap
619          */
620         ret = -EINVAL;
621         cpuset_for_each_child(c, css, par) {
622                 if ((is_cpu_exclusive(trial) || is_cpu_exclusive(c)) &&
623                     c != cur &&
624                     cpumask_intersects(trial->cpus_allowed, c->cpus_allowed))
625                         goto out;
626                 if ((is_mem_exclusive(trial) || is_mem_exclusive(c)) &&
627                     c != cur &&
628                     nodes_intersects(trial->mems_allowed, c->mems_allowed))
629                         goto out;
630         }
631
632         /*
633          * Cpusets with tasks - existing or newly being attached - can't
634          * be changed to have empty cpus_allowed or mems_allowed.
635          */
636         ret = -ENOSPC;
637         if ((cgroup_is_populated(cur->css.cgroup) || cur->attach_in_progress)) {
638                 if (!cpumask_empty(cur->cpus_allowed) &&
639                     cpumask_empty(trial->cpus_allowed))
640                         goto out;
641                 if (!nodes_empty(cur->mems_allowed) &&
642                     nodes_empty(trial->mems_allowed))
643                         goto out;
644         }
645
646         /*
647          * We can't shrink if we won't have enough room for SCHED_DEADLINE
648          * tasks.
649          */
650         ret = -EBUSY;
651         if (is_cpu_exclusive(cur) &&
652             !cpuset_cpumask_can_shrink(cur->cpus_allowed,
653                                        trial->cpus_allowed))
654                 goto out;
655
656         ret = 0;
657 out:
658         rcu_read_unlock();
659         return ret;
660 }
661
662 #ifdef CONFIG_SMP
663 /*
664  * Helper routine for generate_sched_domains().
665  * Do cpusets a, b have overlapping effective cpus_allowed masks?
666  */
667 static int cpusets_overlap(struct cpuset *a, struct cpuset *b)
668 {
669         return cpumask_intersects(a->effective_cpus, b->effective_cpus);
670 }
671
672 static void
673 update_domain_attr(struct sched_domain_attr *dattr, struct cpuset *c)
674 {
675         if (dattr->relax_domain_level < c->relax_domain_level)
676                 dattr->relax_domain_level = c->relax_domain_level;
677         return;
678 }
679
680 static void update_domain_attr_tree(struct sched_domain_attr *dattr,
681                                     struct cpuset *root_cs)
682 {
683         struct cpuset *cp;
684         struct cgroup_subsys_state *pos_css;
685
686         rcu_read_lock();
687         cpuset_for_each_descendant_pre(cp, pos_css, root_cs) {
688                 /* skip the whole subtree if @cp doesn't have any CPU */
689                 if (cpumask_empty(cp->cpus_allowed)) {
690                         pos_css = css_rightmost_descendant(pos_css);
691                         continue;
692                 }
693
694                 if (is_sched_load_balance(cp))
695                         update_domain_attr(dattr, cp);
696         }
697         rcu_read_unlock();
698 }
699
700 /* Must be called with cpuset_mutex held.  */
701 static inline int nr_cpusets(void)
702 {
703         /* jump label reference count + the top-level cpuset */
704         return static_key_count(&cpusets_enabled_key.key) + 1;
705 }
706
707 /*
708  * generate_sched_domains()
709  *
710  * This function builds a partial partition of the systems CPUs
711  * A 'partial partition' is a set of non-overlapping subsets whose
712  * union is a subset of that set.
713  * The output of this function needs to be passed to kernel/sched/core.c
714  * partition_sched_domains() routine, which will rebuild the scheduler's
715  * load balancing domains (sched domains) as specified by that partial
716  * partition.
717  *
718  * See "What is sched_load_balance" in Documentation/admin-guide/cgroup-v1/cpusets.rst
719  * for a background explanation of this.
720  *
721  * Does not return errors, on the theory that the callers of this
722  * routine would rather not worry about failures to rebuild sched
723  * domains when operating in the severe memory shortage situations
724  * that could cause allocation failures below.
725  *
726  * Must be called with cpuset_mutex held.
727  *
728  * The three key local variables below are:
729  *    cp - cpuset pointer, used (together with pos_css) to perform a
730  *         top-down scan of all cpusets. For our purposes, rebuilding
731  *         the schedulers sched domains, we can ignore !is_sched_load_
732  *         balance cpusets.
733  *  csa  - (for CpuSet Array) Array of pointers to all the cpusets
734  *         that need to be load balanced, for convenient iterative
735  *         access by the subsequent code that finds the best partition,
736  *         i.e the set of domains (subsets) of CPUs such that the
737  *         cpus_allowed of every cpuset marked is_sched_load_balance
738  *         is a subset of one of these domains, while there are as
739  *         many such domains as possible, each as small as possible.
740  * doms  - Conversion of 'csa' to an array of cpumasks, for passing to
741  *         the kernel/sched/core.c routine partition_sched_domains() in a
742  *         convenient format, that can be easily compared to the prior
743  *         value to determine what partition elements (sched domains)
744  *         were changed (added or removed.)
745  *
746  * Finding the best partition (set of domains):
747  *      The triple nested loops below over i, j, k scan over the
748  *      load balanced cpusets (using the array of cpuset pointers in
749  *      csa[]) looking for pairs of cpusets that have overlapping
750  *      cpus_allowed, but which don't have the same 'pn' partition
751  *      number and gives them in the same partition number.  It keeps
752  *      looping on the 'restart' label until it can no longer find
753  *      any such pairs.
754  *
755  *      The union of the cpus_allowed masks from the set of
756  *      all cpusets having the same 'pn' value then form the one
757  *      element of the partition (one sched domain) to be passed to
758  *      partition_sched_domains().
759  */
760 static int generate_sched_domains(cpumask_var_t **domains,
761                         struct sched_domain_attr **attributes)
762 {
763         struct cpuset *cp;      /* top-down scan of cpusets */
764         struct cpuset **csa;    /* array of all cpuset ptrs */
765         int csn;                /* how many cpuset ptrs in csa so far */
766         int i, j, k;            /* indices for partition finding loops */
767         cpumask_var_t *doms;    /* resulting partition; i.e. sched domains */
768         struct sched_domain_attr *dattr;  /* attributes for custom domains */
769         int ndoms = 0;          /* number of sched domains in result */
770         int nslot;              /* next empty doms[] struct cpumask slot */
771         struct cgroup_subsys_state *pos_css;
772         bool root_load_balance = is_sched_load_balance(&top_cpuset);
773
774         doms = NULL;
775         dattr = NULL;
776         csa = NULL;
777
778         /* Special case for the 99% of systems with one, full, sched domain */
779         if (root_load_balance && !top_cpuset.nr_subparts_cpus) {
780                 ndoms = 1;
781                 doms = alloc_sched_domains(ndoms);
782                 if (!doms)
783                         goto done;
784
785                 dattr = kmalloc(sizeof(struct sched_domain_attr), GFP_KERNEL);
786                 if (dattr) {
787                         *dattr = SD_ATTR_INIT;
788                         update_domain_attr_tree(dattr, &top_cpuset);
789                 }
790                 cpumask_and(doms[0], top_cpuset.effective_cpus,
791                             housekeeping_cpumask(HK_FLAG_DOMAIN));
792
793                 goto done;
794         }
795
796         csa = kmalloc_array(nr_cpusets(), sizeof(cp), GFP_KERNEL);
797         if (!csa)
798                 goto done;
799         csn = 0;
800
801         rcu_read_lock();
802         if (root_load_balance)
803                 csa[csn++] = &top_cpuset;
804         cpuset_for_each_descendant_pre(cp, pos_css, &top_cpuset) {
805                 if (cp == &top_cpuset)
806                         continue;
807                 /*
808                  * Continue traversing beyond @cp iff @cp has some CPUs and
809                  * isn't load balancing.  The former is obvious.  The
810                  * latter: All child cpusets contain a subset of the
811                  * parent's cpus, so just skip them, and then we call
812                  * update_domain_attr_tree() to calc relax_domain_level of
813                  * the corresponding sched domain.
814                  *
815                  * If root is load-balancing, we can skip @cp if it
816                  * is a subset of the root's effective_cpus.
817                  */
818                 if (!cpumask_empty(cp->cpus_allowed) &&
819                     !(is_sched_load_balance(cp) &&
820                       cpumask_intersects(cp->cpus_allowed,
821                                          housekeeping_cpumask(HK_FLAG_DOMAIN))))
822                         continue;
823
824                 if (root_load_balance &&
825                     cpumask_subset(cp->cpus_allowed, top_cpuset.effective_cpus))
826                         continue;
827
828                 if (is_sched_load_balance(cp) &&
829                     !cpumask_empty(cp->effective_cpus))
830                         csa[csn++] = cp;
831
832                 /* skip @cp's subtree if not a partition root */
833                 if (!is_partition_root(cp))
834                         pos_css = css_rightmost_descendant(pos_css);
835         }
836         rcu_read_unlock();
837
838         for (i = 0; i < csn; i++)
839                 csa[i]->pn = i;
840         ndoms = csn;
841
842 restart:
843         /* Find the best partition (set of sched domains) */
844         for (i = 0; i < csn; i++) {
845                 struct cpuset *a = csa[i];
846                 int apn = a->pn;
847
848                 for (j = 0; j < csn; j++) {
849                         struct cpuset *b = csa[j];
850                         int bpn = b->pn;
851
852                         if (apn != bpn && cpusets_overlap(a, b)) {
853                                 for (k = 0; k < csn; k++) {
854                                         struct cpuset *c = csa[k];
855
856                                         if (c->pn == bpn)
857                                                 c->pn = apn;
858                                 }
859                                 ndoms--;        /* one less element */
860                                 goto restart;
861                         }
862                 }
863         }
864
865         /*
866          * Now we know how many domains to create.
867          * Convert <csn, csa> to <ndoms, doms> and populate cpu masks.
868          */
869         doms = alloc_sched_domains(ndoms);
870         if (!doms)
871                 goto done;
872
873         /*
874          * The rest of the code, including the scheduler, can deal with
875          * dattr==NULL case. No need to abort if alloc fails.
876          */
877         dattr = kmalloc_array(ndoms, sizeof(struct sched_domain_attr),
878                               GFP_KERNEL);
879
880         for (nslot = 0, i = 0; i < csn; i++) {
881                 struct cpuset *a = csa[i];
882                 struct cpumask *dp;
883                 int apn = a->pn;
884
885                 if (apn < 0) {
886                         /* Skip completed partitions */
887                         continue;
888                 }
889
890                 dp = doms[nslot];
891
892                 if (nslot == ndoms) {
893                         static int warnings = 10;
894                         if (warnings) {
895                                 pr_warn("rebuild_sched_domains confused: nslot %d, ndoms %d, csn %d, i %d, apn %d\n",
896                                         nslot, ndoms, csn, i, apn);
897                                 warnings--;
898                         }
899                         continue;
900                 }
901
902                 cpumask_clear(dp);
903                 if (dattr)
904                         *(dattr + nslot) = SD_ATTR_INIT;
905                 for (j = i; j < csn; j++) {
906                         struct cpuset *b = csa[j];
907
908                         if (apn == b->pn) {
909                                 cpumask_or(dp, dp, b->effective_cpus);
910                                 cpumask_and(dp, dp, housekeeping_cpumask(HK_FLAG_DOMAIN));
911                                 if (dattr)
912                                         update_domain_attr_tree(dattr + nslot, b);
913
914                                 /* Done with this partition */
915                                 b->pn = -1;
916                         }
917                 }
918                 nslot++;
919         }
920         BUG_ON(nslot != ndoms);
921
922 done:
923         kfree(csa);
924
925         /*
926          * Fallback to the default domain if kmalloc() failed.
927          * See comments in partition_sched_domains().
928          */
929         if (doms == NULL)
930                 ndoms = 1;
931
932         *domains    = doms;
933         *attributes = dattr;
934         return ndoms;
935 }
936
937 static void dl_update_tasks_root_domain(struct cpuset *cs)
938 {
939         struct css_task_iter it;
940         struct task_struct *task;
941
942         if (cs->nr_deadline_tasks == 0)
943                 return;
944
945         css_task_iter_start(&cs->css, 0, &it);
946
947         while ((task = css_task_iter_next(&it)))
948                 dl_add_task_root_domain(task);
949
950         css_task_iter_end(&it);
951 }
952
953 static void dl_rebuild_rd_accounting(void)
954 {
955         struct cpuset *cs = NULL;
956         struct cgroup_subsys_state *pos_css;
957
958         lockdep_assert_held(&cpuset_mutex);
959         lockdep_assert_cpus_held();
960         lockdep_assert_held(&sched_domains_mutex);
961
962         rcu_read_lock();
963
964         /*
965          * Clear default root domain DL accounting, it will be computed again
966          * if a task belongs to it.
967          */
968         dl_clear_root_domain(&def_root_domain);
969
970         cpuset_for_each_descendant_pre(cs, pos_css, &top_cpuset) {
971
972                 if (cpumask_empty(cs->effective_cpus)) {
973                         pos_css = css_rightmost_descendant(pos_css);
974                         continue;
975                 }
976
977                 css_get(&cs->css);
978
979                 rcu_read_unlock();
980
981                 dl_update_tasks_root_domain(cs);
982
983                 rcu_read_lock();
984                 css_put(&cs->css);
985         }
986         rcu_read_unlock();
987 }
988
989 static void
990 partition_and_rebuild_sched_domains(int ndoms_new, cpumask_var_t doms_new[],
991                                     struct sched_domain_attr *dattr_new)
992 {
993         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
994         partition_sched_domains_locked(ndoms_new, doms_new, dattr_new);
995         dl_rebuild_rd_accounting();
996         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
997 }
998
999 /*
1000  * Rebuild scheduler domains.
1001  *
1002  * If the flag 'sched_load_balance' of any cpuset with non-empty
1003  * 'cpus' changes, or if the 'cpus' allowed changes in any cpuset
1004  * which has that flag enabled, or if any cpuset with a non-empty
1005  * 'cpus' is removed, then call this routine to rebuild the
1006  * scheduler's dynamic sched domains.
1007  *
1008  * Call with cpuset_mutex held.  Takes get_online_cpus().
1009  */
1010 static void rebuild_sched_domains_locked(void)
1011 {
1012         struct cgroup_subsys_state *pos_css;
1013         struct sched_domain_attr *attr;
1014         cpumask_var_t *doms;
1015         struct cpuset *cs;
1016         int ndoms;
1017
1018         lockdep_assert_cpus_held();
1019         lockdep_assert_held(&cpuset_mutex);
1020
1021         /*
1022          * If we have raced with CPU hotplug, return early to avoid
1023          * passing doms with offlined cpu to partition_sched_domains().
1024          * Anyways, cpuset_hotplug_workfn() will rebuild sched domains.
1025          *
1026          * With no CPUs in any subpartitions, top_cpuset's effective CPUs
1027          * should be the same as the active CPUs, so checking only top_cpuset
1028          * is enough to detect racing CPU offlines.
1029          */
1030         if (!top_cpuset.nr_subparts_cpus &&
1031             !cpumask_equal(top_cpuset.effective_cpus, cpu_active_mask))
1032                 return;
1033
1034         /*
1035          * With subpartition CPUs, however, the effective CPUs of a partition
1036          * root should be only a subset of the active CPUs.  Since a CPU in any
1037          * partition root could be offlined, all must be checked.
1038          */
1039         if (top_cpuset.nr_subparts_cpus) {
1040                 rcu_read_lock();
1041                 cpuset_for_each_descendant_pre(cs, pos_css, &top_cpuset) {
1042                         if (!is_partition_root(cs)) {
1043                                 pos_css = css_rightmost_descendant(pos_css);
1044                                 continue;
1045                         }
1046                         if (!cpumask_subset(cs->effective_cpus,
1047                                             cpu_active_mask)) {
1048                                 rcu_read_unlock();
1049                                 return;
1050                         }
1051                 }
1052                 rcu_read_unlock();
1053         }
1054
1055         /* Generate domain masks and attrs */
1056         ndoms = generate_sched_domains(&doms, &attr);
1057
1058         /* Have scheduler rebuild the domains */
1059         partition_and_rebuild_sched_domains(ndoms, doms, attr);
1060 }
1061 #else /* !CONFIG_SMP */
1062 static void rebuild_sched_domains_locked(void)
1063 {
1064 }
1065 #endif /* CONFIG_SMP */
1066
1067 void rebuild_sched_domains(void)
1068 {
1069         get_online_cpus();
1070         mutex_lock(&cpuset_mutex);
1071         rebuild_sched_domains_locked();
1072         mutex_unlock(&cpuset_mutex);
1073         put_online_cpus();
1074 }
1075
1076 /**
1077  * update_tasks_cpumask - Update the cpumasks of tasks in the cpuset.
1078  * @cs: the cpuset in which each task's cpus_allowed mask needs to be changed
1079  *
1080  * Iterate through each task of @cs updating its cpus_allowed to the
1081  * effective cpuset's.  As this function is called with cpuset_mutex held,
1082  * cpuset membership stays stable.
1083  */
1084 static void update_tasks_cpumask(struct cpuset *cs)
1085 {
1086         struct css_task_iter it;
1087         struct task_struct *task;
1088         bool top_cs = cs == &top_cpuset;
1089
1090         css_task_iter_start(&cs->css, 0, &it);
1091         while ((task = css_task_iter_next(&it))) {
1092                 /*
1093                  * Percpu kthreads in top_cpuset are ignored
1094                  */
1095                 if (top_cs && (task->flags & PF_KTHREAD) &&
1096                     kthread_is_per_cpu(task))
1097                         continue;
1098                 set_cpus_allowed_ptr(task, cs->effective_cpus);
1099         }
1100         css_task_iter_end(&it);
1101 }
1102
1103 /**
1104  * compute_effective_cpumask - Compute the effective cpumask of the cpuset
1105  * @new_cpus: the temp variable for the new effective_cpus mask
1106  * @cs: the cpuset the need to recompute the new effective_cpus mask
1107  * @parent: the parent cpuset
1108  *
1109  * If the parent has subpartition CPUs, include them in the list of
1110  * allowable CPUs in computing the new effective_cpus mask. Since offlined
1111  * CPUs are not removed from subparts_cpus, we have to use cpu_active_mask
1112  * to mask those out.
1113  */
1114 static void compute_effective_cpumask(struct cpumask *new_cpus,
1115                                       struct cpuset *cs, struct cpuset *parent)
1116 {
1117         if (parent->nr_subparts_cpus) {
1118                 cpumask_or(new_cpus, parent->effective_cpus,
1119                            parent->subparts_cpus);
1120                 cpumask_and(new_cpus, new_cpus, cs->cpus_allowed);
1121                 cpumask_and(new_cpus, new_cpus, cpu_active_mask);
1122         } else {
1123                 cpumask_and(new_cpus, cs->cpus_allowed, parent->effective_cpus);
1124         }
1125 }
1126
1127 /*
1128  * Commands for update_parent_subparts_cpumask
1129  */
1130 enum subparts_cmd {
1131         partcmd_enable,         /* Enable partition root         */
1132         partcmd_disable,        /* Disable partition root        */
1133         partcmd_update,         /* Update parent's subparts_cpus */
1134 };
1135
1136 /**
1137  * update_parent_subparts_cpumask - update subparts_cpus mask of parent cpuset
1138  * @cpuset:  The cpuset that requests change in partition root state
1139  * @cmd:     Partition root state change command
1140  * @newmask: Optional new cpumask for partcmd_update
1141  * @tmp:     Temporary addmask and delmask
1142  * Return:   0, 1 or an error code
1143  *
1144  * For partcmd_enable, the cpuset is being transformed from a non-partition
1145  * root to a partition root. The cpus_allowed mask of the given cpuset will
1146  * be put into parent's subparts_cpus and taken away from parent's
1147  * effective_cpus. The function will return 0 if all the CPUs listed in
1148  * cpus_allowed can be granted or an error code will be returned.
1149  *
1150  * For partcmd_disable, the cpuset is being transofrmed from a partition
1151  * root back to a non-partition root. Any CPUs in cpus_allowed that are in
1152  * parent's subparts_cpus will be taken away from that cpumask and put back
1153  * into parent's effective_cpus. 0 should always be returned.
1154  *
1155  * For partcmd_update, if the optional newmask is specified, the cpu
1156  * list is to be changed from cpus_allowed to newmask. Otherwise,
1157  * cpus_allowed is assumed to remain the same. The cpuset should either
1158  * be a partition root or an invalid partition root. The partition root
1159  * state may change if newmask is NULL and none of the requested CPUs can
1160  * be granted by the parent. The function will return 1 if changes to
1161  * parent's subparts_cpus and effective_cpus happen or 0 otherwise.
1162  * Error code should only be returned when newmask is non-NULL.
1163  *
1164  * The partcmd_enable and partcmd_disable commands are used by
1165  * update_prstate(). The partcmd_update command is used by
1166  * update_cpumasks_hier() with newmask NULL and update_cpumask() with
1167  * newmask set.
1168  *
1169  * The checking is more strict when enabling partition root than the
1170  * other two commands.
1171  *
1172  * Because of the implicit cpu exclusive nature of a partition root,
1173  * cpumask changes that violates the cpu exclusivity rule will not be
1174  * permitted when checked by validate_change(). The validate_change()
1175  * function will also prevent any changes to the cpu list if it is not
1176  * a superset of children's cpu lists.
1177  */
1178 static int update_parent_subparts_cpumask(struct cpuset *cpuset, int cmd,
1179                                           struct cpumask *newmask,
1180                                           struct tmpmasks *tmp)
1181 {
1182         struct cpuset *parent = parent_cs(cpuset);
1183         int adding;     /* Moving cpus from effective_cpus to subparts_cpus */
1184         int deleting;   /* Moving cpus from subparts_cpus to effective_cpus */
1185         int new_prs;
1186         bool part_error = false;        /* Partition error? */
1187
1188         lockdep_assert_held(&cpuset_mutex);
1189
1190         /*
1191          * The parent must be a partition root.
1192          * The new cpumask, if present, or the current cpus_allowed must
1193          * not be empty.
1194          */
1195         if (!is_partition_root(parent) ||
1196            (newmask && cpumask_empty(newmask)) ||
1197            (!newmask && cpumask_empty(cpuset->cpus_allowed)))
1198                 return -EINVAL;
1199
1200         /*
1201          * Enabling/disabling partition root is not allowed if there are
1202          * online children.
1203          */
1204         if ((cmd != partcmd_update) && css_has_online_children(&cpuset->css))
1205                 return -EBUSY;
1206
1207         /*
1208          * Enabling partition root is not allowed if not all the CPUs
1209          * can be granted from parent's effective_cpus or at least one
1210          * CPU will be left after that.
1211          */
1212         if ((cmd == partcmd_enable) &&
1213            (!cpumask_subset(cpuset->cpus_allowed, parent->effective_cpus) ||
1214              cpumask_equal(cpuset->cpus_allowed, parent->effective_cpus)))
1215                 return -EINVAL;
1216
1217         /*
1218          * A cpumask update cannot make parent's effective_cpus become empty.
1219          */
1220         adding = deleting = false;
1221         new_prs = cpuset->partition_root_state;
1222         if (cmd == partcmd_enable) {
1223                 cpumask_copy(tmp->addmask, cpuset->cpus_allowed);
1224                 adding = true;
1225         } else if (cmd == partcmd_disable) {
1226                 deleting = cpumask_and(tmp->delmask, cpuset->cpus_allowed,
1227                                        parent->subparts_cpus);
1228         } else if (newmask) {
1229                 /*
1230                  * partcmd_update with newmask:
1231                  *
1232                  * delmask = cpus_allowed & ~newmask & parent->subparts_cpus
1233                  * addmask = newmask & parent->effective_cpus
1234                  *                   & ~parent->subparts_cpus
1235                  */
1236                 cpumask_andnot(tmp->delmask, cpuset->cpus_allowed, newmask);
1237                 deleting = cpumask_and(tmp->delmask, tmp->delmask,
1238                                        parent->subparts_cpus);
1239
1240                 cpumask_and(tmp->addmask, newmask, parent->effective_cpus);
1241                 adding = cpumask_andnot(tmp->addmask, tmp->addmask,
1242                                         parent->subparts_cpus);
1243                 /*
1244                  * Return error if the new effective_cpus could become empty.
1245                  */
1246                 if (adding &&
1247                     cpumask_equal(parent->effective_cpus, tmp->addmask)) {
1248                         if (!deleting)
1249                                 return -EINVAL;
1250                         /*
1251                          * As some of the CPUs in subparts_cpus might have
1252                          * been offlined, we need to compute the real delmask
1253                          * to confirm that.
1254                          */
1255                         if (!cpumask_and(tmp->addmask, tmp->delmask,
1256                                          cpu_active_mask))
1257                                 return -EINVAL;
1258                         cpumask_copy(tmp->addmask, parent->effective_cpus);
1259                 }
1260         } else {
1261                 /*
1262                  * partcmd_update w/o newmask:
1263                  *
1264                  * addmask = cpus_allowed & parent->effective_cpus
1265                  *
1266                  * Note that parent's subparts_cpus may have been
1267                  * pre-shrunk in case there is a change in the cpu list.
1268                  * So no deletion is needed.
1269                  */
1270                 adding = cpumask_and(tmp->addmask, cpuset->cpus_allowed,
1271                                      parent->effective_cpus);
1272                 part_error = cpumask_equal(tmp->addmask,
1273                                            parent->effective_cpus);
1274         }
1275
1276         if (cmd == partcmd_update) {
1277                 int prev_prs = cpuset->partition_root_state;
1278
1279                 /*
1280                  * Check for possible transition between PRS_ENABLED
1281                  * and PRS_ERROR.
1282                  */
1283                 switch (cpuset->partition_root_state) {
1284                 case PRS_ENABLED:
1285                         if (part_error)
1286                                 new_prs = PRS_ERROR;
1287                         break;
1288                 case PRS_ERROR:
1289                         if (!part_error)
1290                                 new_prs = PRS_ENABLED;
1291                         break;
1292                 }
1293                 /*
1294                  * Set part_error if previously in invalid state.
1295                  */
1296                 part_error = (prev_prs == PRS_ERROR);
1297         }
1298
1299         if (!part_error && (new_prs == PRS_ERROR))
1300                 return 0;       /* Nothing need to be done */
1301
1302         if (new_prs == PRS_ERROR) {
1303                 /*
1304                  * Remove all its cpus from parent's subparts_cpus.
1305                  */
1306                 adding = false;
1307                 deleting = cpumask_and(tmp->delmask, cpuset->cpus_allowed,
1308                                        parent->subparts_cpus);
1309         }
1310
1311         if (!adding && !deleting && (new_prs == cpuset->partition_root_state))
1312                 return 0;
1313
1314         /*
1315          * Change the parent's subparts_cpus.
1316          * Newly added CPUs will be removed from effective_cpus and
1317          * newly deleted ones will be added back to effective_cpus.
1318          */
1319         spin_lock_irq(&callback_lock);
1320         if (adding) {
1321                 cpumask_or(parent->subparts_cpus,
1322                            parent->subparts_cpus, tmp->addmask);
1323                 cpumask_andnot(parent->effective_cpus,
1324                                parent->effective_cpus, tmp->addmask);
1325         }
1326         if (deleting) {
1327                 cpumask_andnot(parent->subparts_cpus,
1328                                parent->subparts_cpus, tmp->delmask);
1329                 /*
1330                  * Some of the CPUs in subparts_cpus might have been offlined.
1331                  */
1332                 cpumask_and(tmp->delmask, tmp->delmask, cpu_active_mask);
1333                 cpumask_or(parent->effective_cpus,
1334                            parent->effective_cpus, tmp->delmask);
1335         }
1336
1337         parent->nr_subparts_cpus = cpumask_weight(parent->subparts_cpus);
1338
1339         if (cpuset->partition_root_state != new_prs)
1340                 cpuset->partition_root_state = new_prs;
1341         spin_unlock_irq(&callback_lock);
1342
1343         return cmd == partcmd_update;
1344 }
1345
1346 /*
1347  * update_cpumasks_hier - Update effective cpumasks and tasks in the subtree
1348  * @cs:  the cpuset to consider
1349  * @tmp: temp variables for calculating effective_cpus & partition setup
1350  *
1351  * When congifured cpumask is changed, the effective cpumasks of this cpuset
1352  * and all its descendants need to be updated.
1353  *
1354  * On legacy hierachy, effective_cpus will be the same with cpu_allowed.
1355  *
1356  * Called with cpuset_mutex held
1357  */
1358 static void update_cpumasks_hier(struct cpuset *cs, struct tmpmasks *tmp)
1359 {
1360         struct cpuset *cp;
1361         struct cgroup_subsys_state *pos_css;
1362         bool need_rebuild_sched_domains = false;
1363         int new_prs;
1364
1365         rcu_read_lock();
1366         cpuset_for_each_descendant_pre(cp, pos_css, cs) {
1367                 struct cpuset *parent = parent_cs(cp);
1368
1369                 compute_effective_cpumask(tmp->new_cpus, cp, parent);
1370
1371                 /*
1372                  * If it becomes empty, inherit the effective mask of the
1373                  * parent, which is guaranteed to have some CPUs.
1374                  */
1375                 if (is_in_v2_mode() && cpumask_empty(tmp->new_cpus)) {
1376                         cpumask_copy(tmp->new_cpus, parent->effective_cpus);
1377                         if (!cp->use_parent_ecpus) {
1378                                 cp->use_parent_ecpus = true;
1379                                 parent->child_ecpus_count++;
1380                         }
1381                 } else if (cp->use_parent_ecpus) {
1382                         cp->use_parent_ecpus = false;
1383                         WARN_ON_ONCE(!parent->child_ecpus_count);
1384                         parent->child_ecpus_count--;
1385                 }
1386
1387                 /*
1388                  * Skip the whole subtree if the cpumask remains the same
1389                  * and has no partition root state.
1390                  */
1391                 if (!cp->partition_root_state &&
1392                     cpumask_equal(tmp->new_cpus, cp->effective_cpus)) {
1393                         pos_css = css_rightmost_descendant(pos_css);
1394                         continue;
1395                 }
1396
1397                 /*
1398                  * update_parent_subparts_cpumask() should have been called
1399                  * for cs already in update_cpumask(). We should also call
1400                  * update_tasks_cpumask() again for tasks in the parent
1401                  * cpuset if the parent's subparts_cpus changes.
1402                  */
1403                 new_prs = cp->partition_root_state;
1404                 if ((cp != cs) && new_prs) {
1405                         switch (parent->partition_root_state) {
1406                         case PRS_DISABLED:
1407                                 /*
1408                                  * If parent is not a partition root or an
1409                                  * invalid partition root, clear its state
1410                                  * and its CS_CPU_EXCLUSIVE flag.
1411                                  */
1412                                 WARN_ON_ONCE(cp->partition_root_state
1413                                              != PRS_ERROR);
1414                                 new_prs = PRS_DISABLED;
1415
1416                                 /*
1417                                  * clear_bit() is an atomic operation and
1418                                  * readers aren't interested in the state
1419                                  * of CS_CPU_EXCLUSIVE anyway. So we can
1420                                  * just update the flag without holding
1421                                  * the callback_lock.
1422                                  */
1423                                 clear_bit(CS_CPU_EXCLUSIVE, &cp->flags);
1424                                 break;
1425
1426                         case PRS_ENABLED:
1427                                 if (update_parent_subparts_cpumask(cp, partcmd_update, NULL, tmp))
1428                                         update_tasks_cpumask(parent);
1429                                 break;
1430
1431                         case PRS_ERROR:
1432                                 /*
1433                                  * When parent is invalid, it has to be too.
1434                                  */
1435                                 new_prs = PRS_ERROR;
1436                                 break;
1437                         }
1438                 }
1439
1440                 if (!css_tryget_online(&cp->css))
1441                         continue;
1442                 rcu_read_unlock();
1443
1444                 spin_lock_irq(&callback_lock);
1445
1446                 cpumask_copy(cp->effective_cpus, tmp->new_cpus);
1447                 if (cp->nr_subparts_cpus && (new_prs != PRS_ENABLED)) {
1448                         cp->nr_subparts_cpus = 0;
1449                         cpumask_clear(cp->subparts_cpus);
1450                 } else if (cp->nr_subparts_cpus) {
1451                         /*
1452                          * Make sure that effective_cpus & subparts_cpus
1453                          * are mutually exclusive.
1454                          *
1455                          * In the unlikely event that effective_cpus
1456                          * becomes empty. we clear cp->nr_subparts_cpus and
1457                          * let its child partition roots to compete for
1458                          * CPUs again.
1459                          */
1460                         cpumask_andnot(cp->effective_cpus, cp->effective_cpus,
1461                                        cp->subparts_cpus);
1462                         if (cpumask_empty(cp->effective_cpus)) {
1463                                 cpumask_copy(cp->effective_cpus, tmp->new_cpus);
1464                                 cpumask_clear(cp->subparts_cpus);
1465                                 cp->nr_subparts_cpus = 0;
1466                         } else if (!cpumask_subset(cp->subparts_cpus,
1467                                                    tmp->new_cpus)) {
1468                                 cpumask_andnot(cp->subparts_cpus,
1469                                         cp->subparts_cpus, tmp->new_cpus);
1470                                 cp->nr_subparts_cpus
1471                                         = cpumask_weight(cp->subparts_cpus);
1472                         }
1473                 }
1474
1475                 if (new_prs != cp->partition_root_state)
1476                         cp->partition_root_state = new_prs;
1477
1478                 spin_unlock_irq(&callback_lock);
1479
1480                 WARN_ON(!is_in_v2_mode() &&
1481                         !cpumask_equal(cp->cpus_allowed, cp->effective_cpus));
1482
1483                 update_tasks_cpumask(cp);
1484
1485                 /*
1486                  * On legacy hierarchy, if the effective cpumask of any non-
1487                  * empty cpuset is changed, we need to rebuild sched domains.
1488                  * On default hierarchy, the cpuset needs to be a partition
1489                  * root as well.
1490                  */
1491                 if (!cpumask_empty(cp->cpus_allowed) &&
1492                     is_sched_load_balance(cp) &&
1493                    (!cgroup_subsys_on_dfl(cpuset_cgrp_subsys) ||
1494                     is_partition_root(cp)))
1495                         need_rebuild_sched_domains = true;
1496
1497                 rcu_read_lock();
1498                 css_put(&cp->css);
1499         }
1500         rcu_read_unlock();
1501
1502         if (need_rebuild_sched_domains)
1503                 rebuild_sched_domains_locked();
1504 }
1505
1506 /**
1507  * update_sibling_cpumasks - Update siblings cpumasks
1508  * @parent:  Parent cpuset
1509  * @cs:      Current cpuset
1510  * @tmp:     Temp variables
1511  */
1512 static void update_sibling_cpumasks(struct cpuset *parent, struct cpuset *cs,
1513                                     struct tmpmasks *tmp)
1514 {
1515         struct cpuset *sibling;
1516         struct cgroup_subsys_state *pos_css;
1517
1518         lockdep_assert_held(&cpuset_mutex);
1519
1520         /*
1521          * Check all its siblings and call update_cpumasks_hier()
1522          * if their use_parent_ecpus flag is set in order for them
1523          * to use the right effective_cpus value.
1524          *
1525          * The update_cpumasks_hier() function may sleep. So we have to
1526          * release the RCU read lock before calling it.
1527          */
1528         rcu_read_lock();
1529         cpuset_for_each_child(sibling, pos_css, parent) {
1530                 if (sibling == cs)
1531                         continue;
1532                 if (!sibling->use_parent_ecpus)
1533                         continue;
1534                 if (!css_tryget_online(&sibling->css))
1535                         continue;
1536
1537                 rcu_read_unlock();
1538                 update_cpumasks_hier(sibling, tmp);
1539                 rcu_read_lock();
1540                 css_put(&sibling->css);
1541         }
1542         rcu_read_unlock();
1543 }
1544
1545 /**
1546  * update_cpumask - update the cpus_allowed mask of a cpuset and all tasks in it
1547  * @cs: the cpuset to consider
1548  * @trialcs: trial cpuset
1549  * @buf: buffer of cpu numbers written to this cpuset
1550  */
1551 static int update_cpumask(struct cpuset *cs, struct cpuset *trialcs,
1552                           const char *buf)
1553 {
1554         int retval;
1555         struct tmpmasks tmp;
1556
1557         /* top_cpuset.cpus_allowed tracks cpu_online_mask; it's read-only */
1558         if (cs == &top_cpuset)
1559                 return -EACCES;
1560
1561         /*
1562          * An empty cpus_allowed is ok only if the cpuset has no tasks.
1563          * Since cpulist_parse() fails on an empty mask, we special case
1564          * that parsing.  The validate_change() call ensures that cpusets
1565          * with tasks have cpus.
1566          */
1567         if (!*buf) {
1568                 cpumask_clear(trialcs->cpus_allowed);
1569         } else {
1570                 retval = cpulist_parse(buf, trialcs->cpus_allowed);
1571                 if (retval < 0)
1572                         return retval;
1573
1574                 if (!cpumask_subset(trialcs->cpus_allowed,
1575                                     top_cpuset.cpus_allowed))
1576                         return -EINVAL;
1577         }
1578
1579         /* Nothing to do if the cpus didn't change */
1580         if (cpumask_equal(cs->cpus_allowed, trialcs->cpus_allowed))
1581                 return 0;
1582
1583         retval = validate_change(cs, trialcs);
1584         if (retval < 0)
1585                 return retval;
1586
1587 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
1588         /*
1589          * Use the cpumasks in trialcs for tmpmasks when they are pointers
1590          * to allocated cpumasks.
1591          */
1592         tmp.addmask  = trialcs->subparts_cpus;
1593         tmp.delmask  = trialcs->effective_cpus;
1594         tmp.new_cpus = trialcs->cpus_allowed;
1595 #endif
1596
1597         if (cs->partition_root_state) {
1598                 /* Cpumask of a partition root cannot be empty */
1599                 if (cpumask_empty(trialcs->cpus_allowed))
1600                         return -EINVAL;
1601                 if (update_parent_subparts_cpumask(cs, partcmd_update,
1602                                         trialcs->cpus_allowed, &tmp) < 0)
1603                         return -EINVAL;
1604         }
1605
1606         spin_lock_irq(&callback_lock);
1607         cpumask_copy(cs->cpus_allowed, trialcs->cpus_allowed);
1608
1609         /*
1610          * Make sure that subparts_cpus is a subset of cpus_allowed.
1611          */
1612         if (cs->nr_subparts_cpus) {
1613                 cpumask_and(cs->subparts_cpus, cs->subparts_cpus, cs->cpus_allowed);
1614                 cs->nr_subparts_cpus = cpumask_weight(cs->subparts_cpus);
1615         }
1616         spin_unlock_irq(&callback_lock);
1617
1618         update_cpumasks_hier(cs, &tmp);
1619
1620         if (cs->partition_root_state) {
1621                 struct cpuset *parent = parent_cs(cs);
1622
1623                 /*
1624                  * For partition root, update the cpumasks of sibling
1625                  * cpusets if they use parent's effective_cpus.
1626                  */
1627                 if (parent->child_ecpus_count)
1628                         update_sibling_cpumasks(parent, cs, &tmp);
1629         }
1630         return 0;
1631 }
1632
1633 /*
1634  * Migrate memory region from one set of nodes to another.  This is
1635  * performed asynchronously as it can be called from process migration path
1636  * holding locks involved in process management.  All mm migrations are
1637  * performed in the queued order and can be waited for by flushing
1638  * cpuset_migrate_mm_wq.
1639  */
1640
1641 struct cpuset_migrate_mm_work {
1642         struct work_struct      work;
1643         struct mm_struct        *mm;
1644         nodemask_t              from;
1645         nodemask_t              to;
1646 };
1647
1648 static void cpuset_migrate_mm_workfn(struct work_struct *work)
1649 {
1650         struct cpuset_migrate_mm_work *mwork =
1651                 container_of(work, struct cpuset_migrate_mm_work, work);
1652
1653         /* on a wq worker, no need to worry about %current's mems_allowed */
1654         do_migrate_pages(mwork->mm, &mwork->from, &mwork->to, MPOL_MF_MOVE_ALL);
1655         mmput(mwork->mm);
1656         kfree(mwork);
1657 }
1658
1659 static void cpuset_migrate_mm(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1660                                                         const nodemask_t *to)
1661 {
1662         struct cpuset_migrate_mm_work *mwork;
1663
1664         mwork = kzalloc(sizeof(*mwork), GFP_KERNEL);
1665         if (mwork) {
1666                 mwork->mm = mm;
1667                 mwork->from = *from;
1668                 mwork->to = *to;
1669                 INIT_WORK(&mwork->work, cpuset_migrate_mm_workfn);
1670                 queue_work(cpuset_migrate_mm_wq, &mwork->work);
1671         } else {
1672                 mmput(mm);
1673         }
1674 }
1675
1676 static void cpuset_post_attach(void)
1677 {
1678         flush_workqueue(cpuset_migrate_mm_wq);
1679 }
1680
1681 /*
1682  * cpuset_change_task_nodemask - change task's mems_allowed and mempolicy
1683  * @tsk: the task to change
1684  * @newmems: new nodes that the task will be set
1685  *
1686  * We use the mems_allowed_seq seqlock to safely update both tsk->mems_allowed
1687  * and rebind an eventual tasks' mempolicy. If the task is allocating in
1688  * parallel, it might temporarily see an empty intersection, which results in
1689  * a seqlock check and retry before OOM or allocation failure.
1690  */
1691 static void cpuset_change_task_nodemask(struct task_struct *tsk,
1692                                         nodemask_t *newmems)
1693 {
1694         task_lock(tsk);
1695
1696         local_irq_disable();
1697         write_seqcount_begin(&tsk->mems_allowed_seq);
1698
1699         nodes_or(tsk->mems_allowed, tsk->mems_allowed, *newmems);
1700         mpol_rebind_task(tsk, newmems);
1701         tsk->mems_allowed = *newmems;
1702
1703         write_seqcount_end(&tsk->mems_allowed_seq);
1704         local_irq_enable();
1705
1706         task_unlock(tsk);
1707 }
1708
1709 static void *cpuset_being_rebound;
1710
1711 /**
1712  * update_tasks_nodemask - Update the nodemasks of tasks in the cpuset.
1713  * @cs: the cpuset in which each task's mems_allowed mask needs to be changed
1714  *
1715  * Iterate through each task of @cs updating its mems_allowed to the
1716  * effective cpuset's.  As this function is called with cpuset_mutex held,
1717  * cpuset membership stays stable.
1718  */
1719 static void update_tasks_nodemask(struct cpuset *cs)
1720 {
1721         static nodemask_t newmems;      /* protected by cpuset_mutex */
1722         struct css_task_iter it;
1723         struct task_struct *task;
1724
1725         cpuset_being_rebound = cs;              /* causes mpol_dup() rebind */
1726
1727         guarantee_online_mems(cs, &newmems);
1728
1729         /*
1730          * The mpol_rebind_mm() call takes mmap_lock, which we couldn't
1731          * take while holding tasklist_lock.  Forks can happen - the
1732          * mpol_dup() cpuset_being_rebound check will catch such forks,
1733          * and rebind their vma mempolicies too.  Because we still hold
1734          * the global cpuset_mutex, we know that no other rebind effort
1735          * will be contending for the global variable cpuset_being_rebound.
1736          * It's ok if we rebind the same mm twice; mpol_rebind_mm()
1737          * is idempotent.  Also migrate pages in each mm to new nodes.
1738          */
1739         css_task_iter_start(&cs->css, 0, &it);
1740         while ((task = css_task_iter_next(&it))) {
1741                 struct mm_struct *mm;
1742                 bool migrate;
1743
1744                 cpuset_change_task_nodemask(task, &newmems);
1745
1746                 mm = get_task_mm(task);
1747                 if (!mm)
1748                         continue;
1749
1750                 migrate = is_memory_migrate(cs);
1751
1752                 mpol_rebind_mm(mm, &cs->mems_allowed);
1753                 if (migrate)
1754                         cpuset_migrate_mm(mm, &cs->old_mems_allowed, &newmems);
1755                 else
1756                         mmput(mm);
1757         }
1758         css_task_iter_end(&it);
1759
1760         /*
1761          * All the tasks' nodemasks have been updated, update
1762          * cs->old_mems_allowed.
1763          */
1764         cs->old_mems_allowed = newmems;
1765
1766         /* We're done rebinding vmas to this cpuset's new mems_allowed. */
1767         cpuset_being_rebound = NULL;
1768 }
1769
1770 /*
1771  * update_nodemasks_hier - Update effective nodemasks and tasks in the subtree
1772  * @cs: the cpuset to consider
1773  * @new_mems: a temp variable for calculating new effective_mems
1774  *
1775  * When configured nodemask is changed, the effective nodemasks of this cpuset
1776  * and all its descendants need to be updated.
1777  *
1778  * On legacy hiearchy, effective_mems will be the same with mems_allowed.
1779  *
1780  * Called with cpuset_mutex held
1781  */
1782 static void update_nodemasks_hier(struct cpuset *cs, nodemask_t *new_mems)
1783 {
1784         struct cpuset *cp;
1785         struct cgroup_subsys_state *pos_css;
1786
1787         rcu_read_lock();
1788         cpuset_for_each_descendant_pre(cp, pos_css, cs) {
1789                 struct cpuset *parent = parent_cs(cp);
1790
1791                 nodes_and(*new_mems, cp->mems_allowed, parent->effective_mems);
1792
1793                 /*
1794                  * If it becomes empty, inherit the effective mask of the
1795                  * parent, which is guaranteed to have some MEMs.
1796                  */
1797                 if (is_in_v2_mode() && nodes_empty(*new_mems))
1798                         *new_mems = parent->effective_mems;
1799
1800                 /* Skip the whole subtree if the nodemask remains the same. */
1801                 if (nodes_equal(*new_mems, cp->effective_mems)) {
1802                         pos_css = css_rightmost_descendant(pos_css);
1803                         continue;
1804                 }
1805
1806                 if (!css_tryget_online(&cp->css))
1807                         continue;
1808                 rcu_read_unlock();
1809
1810                 spin_lock_irq(&callback_lock);
1811                 cp->effective_mems = *new_mems;
1812                 spin_unlock_irq(&callback_lock);
1813
1814                 WARN_ON(!is_in_v2_mode() &&
1815                         !nodes_equal(cp->mems_allowed, cp->effective_mems));
1816
1817                 update_tasks_nodemask(cp);
1818
1819                 rcu_read_lock();
1820                 css_put(&cp->css);
1821         }
1822         rcu_read_unlock();
1823 }
1824
1825 /*
1826  * Handle user request to change the 'mems' memory placement
1827  * of a cpuset.  Needs to validate the request, update the
1828  * cpusets mems_allowed, and for each task in the cpuset,
1829  * update mems_allowed and rebind task's mempolicy and any vma
1830  * mempolicies and if the cpuset is marked 'memory_migrate',
1831  * migrate the tasks pages to the new memory.
1832  *
1833  * Call with cpuset_mutex held. May take callback_lock during call.
1834  * Will take tasklist_lock, scan tasklist for tasks in cpuset cs,
1835  * lock each such tasks mm->mmap_lock, scan its vma's and rebind
1836  * their mempolicies to the cpusets new mems_allowed.
1837  */
1838 static int update_nodemask(struct cpuset *cs, struct cpuset *trialcs,
1839                            const char *buf)
1840 {
1841         int retval;
1842
1843         /*
1844          * top_cpuset.mems_allowed tracks node_stats[N_MEMORY];
1845          * it's read-only
1846          */
1847         if (cs == &top_cpuset) {
1848                 retval = -EACCES;
1849                 goto done;
1850         }
1851
1852         /*
1853          * An empty mems_allowed is ok iff there are no tasks in the cpuset.
1854          * Since nodelist_parse() fails on an empty mask, we special case
1855          * that parsing.  The validate_change() call ensures that cpusets
1856          * with tasks have memory.
1857          */
1858         if (!*buf) {
1859                 nodes_clear(trialcs->mems_allowed);
1860         } else {
1861                 retval = nodelist_parse(buf, trialcs->mems_allowed);
1862                 if (retval < 0)
1863                         goto done;
1864
1865                 if (!nodes_subset(trialcs->mems_allowed,
1866                                   top_cpuset.mems_allowed)) {
1867                         retval = -EINVAL;
1868                         goto done;
1869                 }
1870         }
1871
1872         if (nodes_equal(cs->mems_allowed, trialcs->mems_allowed)) {
1873                 retval = 0;             /* Too easy - nothing to do */
1874                 goto done;
1875         }
1876         retval = validate_change(cs, trialcs);
1877         if (retval < 0)
1878                 goto done;
1879
1880         spin_lock_irq(&callback_lock);
1881         cs->mems_allowed = trialcs->mems_allowed;
1882         spin_unlock_irq(&callback_lock);
1883
1884         /* use trialcs->mems_allowed as a temp variable */
1885         update_nodemasks_hier(cs, &trialcs->mems_allowed);
1886 done:
1887         return retval;
1888 }
1889
1890 bool current_cpuset_is_being_rebound(void)
1891 {
1892         bool ret;
1893
1894         rcu_read_lock();
1895         ret = task_cs(current) == cpuset_being_rebound;
1896         rcu_read_unlock();
1897
1898         return ret;
1899 }
1900
1901 static int update_relax_domain_level(struct cpuset *cs, s64 val)
1902 {
1903 #ifdef CONFIG_SMP
1904         if (val < -1 || val >= sched_domain_level_max)
1905                 return -EINVAL;
1906 #endif
1907
1908         if (val != cs->relax_domain_level) {
1909                 cs->relax_domain_level = val;
1910                 if (!cpumask_empty(cs->cpus_allowed) &&
1911                     is_sched_load_balance(cs))
1912                         rebuild_sched_domains_locked();
1913         }
1914
1915         return 0;
1916 }
1917
1918 /**
1919  * update_tasks_flags - update the spread flags of tasks in the cpuset.
1920  * @cs: the cpuset in which each task's spread flags needs to be changed
1921  *
1922  * Iterate through each task of @cs updating its spread flags.  As this
1923  * function is called with cpuset_mutex held, cpuset membership stays
1924  * stable.
1925  */
1926 static void update_tasks_flags(struct cpuset *cs)
1927 {
1928         struct css_task_iter it;
1929         struct task_struct *task;
1930
1931         css_task_iter_start(&cs->css, 0, &it);
1932         while ((task = css_task_iter_next(&it)))
1933                 cpuset_update_task_spread_flag(cs, task);
1934         css_task_iter_end(&it);
1935 }
1936
1937 /*
1938  * update_flag - read a 0 or a 1 in a file and update associated flag
1939  * bit:         the bit to update (see cpuset_flagbits_t)
1940  * cs:          the cpuset to update
1941  * turning_on:  whether the flag is being set or cleared
1942  *
1943  * Call with cpuset_mutex held.
1944  */
1945
1946 static int update_flag(cpuset_flagbits_t bit, struct cpuset *cs,
1947                        int turning_on)
1948 {
1949         struct cpuset *trialcs;
1950         int balance_flag_changed;
1951         int spread_flag_changed;
1952         int err;
1953
1954         trialcs = alloc_trial_cpuset(cs);
1955         if (!trialcs)
1956                 return -ENOMEM;
1957
1958         if (turning_on)
1959                 set_bit(bit, &trialcs->flags);
1960         else
1961                 clear_bit(bit, &trialcs->flags);
1962
1963         err = validate_change(cs, trialcs);
1964         if (err < 0)
1965                 goto out;
1966
1967         balance_flag_changed = (is_sched_load_balance(cs) !=
1968                                 is_sched_load_balance(trialcs));
1969
1970         spread_flag_changed = ((is_spread_slab(cs) != is_spread_slab(trialcs))
1971                         || (is_spread_page(cs) != is_spread_page(trialcs)));
1972
1973         spin_lock_irq(&callback_lock);
1974         cs->flags = trialcs->flags;
1975         spin_unlock_irq(&callback_lock);
1976
1977         if (!cpumask_empty(trialcs->cpus_allowed) && balance_flag_changed)
1978                 rebuild_sched_domains_locked();
1979
1980         if (spread_flag_changed)
1981                 update_tasks_flags(cs);
1982 out:
1983         free_cpuset(trialcs);
1984         return err;
1985 }
1986
1987 /*
1988  * update_prstate - update partititon_root_state
1989  * cs: the cpuset to update
1990  * new_prs: new partition root state
1991  *
1992  * Call with cpuset_mutex held.
1993  */
1994 static int update_prstate(struct cpuset *cs, int new_prs)
1995 {
1996         int err, old_prs = cs->partition_root_state;
1997         struct cpuset *parent = parent_cs(cs);
1998         struct tmpmasks tmpmask;
1999
2000         if (old_prs == new_prs)
2001                 return 0;
2002
2003         /*
2004          * Cannot force a partial or invalid partition root to a full
2005          * partition root.
2006          */
2007         if (new_prs && (old_prs == PRS_ERROR))
2008                 return -EINVAL;
2009
2010         if (alloc_cpumasks(NULL, &tmpmask))
2011                 return -ENOMEM;
2012
2013         err = -EINVAL;
2014         if (!old_prs) {
2015                 /*
2016                  * Turning on partition root requires setting the
2017                  * CS_CPU_EXCLUSIVE bit implicitly as well and cpus_allowed
2018                  * cannot be NULL.
2019                  */
2020                 if (cpumask_empty(cs->cpus_allowed))
2021                         goto out;
2022
2023                 err = update_flag(CS_CPU_EXCLUSIVE, cs, 1);
2024                 if (err)
2025                         goto out;
2026
2027                 err = update_parent_subparts_cpumask(cs, partcmd_enable,
2028                                                      NULL, &tmpmask);
2029                 if (err) {
2030                         update_flag(CS_CPU_EXCLUSIVE, cs, 0);
2031                         goto out;
2032                 }
2033         } else {
2034                 /*
2035                  * Turning off partition root will clear the
2036                  * CS_CPU_EXCLUSIVE bit.
2037                  */
2038                 if (old_prs == PRS_ERROR) {
2039                         update_flag(CS_CPU_EXCLUSIVE, cs, 0);
2040                         err = 0;
2041                         goto out;
2042                 }
2043
2044                 err = update_parent_subparts_cpumask(cs, partcmd_disable,
2045                                                      NULL, &tmpmask);
2046                 if (err)
2047                         goto out;
2048
2049                 /* Turning off CS_CPU_EXCLUSIVE will not return error */
2050                 update_flag(CS_CPU_EXCLUSIVE, cs, 0);
2051         }
2052
2053         update_tasks_cpumask(parent);
2054
2055         if (parent->child_ecpus_count)
2056                 update_sibling_cpumasks(parent, cs, &tmpmask);
2057
2058         rebuild_sched_domains_locked();
2059 out:
2060         if (!err) {
2061                 spin_lock_irq(&callback_lock);
2062                 cs->partition_root_state = new_prs;
2063                 spin_unlock_irq(&callback_lock);
2064         }
2065
2066         free_cpumasks(NULL, &tmpmask);
2067         return err;
2068 }
2069
2070 /*
2071  * Frequency meter - How fast is some event occurring?
2072  *
2073  * These routines manage a digitally filtered, constant time based,
2074  * event frequency meter.  There are four routines:
2075  *   fmeter_init() - initialize a frequency meter.
2076  *   fmeter_markevent() - called each time the event happens.
2077  *   fmeter_getrate() - returns the recent rate of such events.
2078  *   fmeter_update() - internal routine used to update fmeter.
2079  *
2080  * A common data structure is passed to each of these routines,
2081  * which is used to keep track of the state required to manage the
2082  * frequency meter and its digital filter.
2083  *
2084  * The filter works on the number of events marked per unit time.
2085  * The filter is single-pole low-pass recursive (IIR).  The time unit
2086  * is 1 second.  Arithmetic is done using 32-bit integers scaled to
2087  * simulate 3 decimal digits of precision (multiplied by 1000).
2088  *
2089  * With an FM_COEF of 933, and a time base of 1 second, the filter
2090  * has a half-life of 10 seconds, meaning that if the events quit
2091  * happening, then the rate returned from the fmeter_getrate()
2092  * will be cut in half each 10 seconds, until it converges to zero.
2093  *
2094  * It is not worth doing a real infinitely recursive filter.  If more
2095  * than FM_MAXTICKS ticks have elapsed since the last filter event,
2096  * just compute FM_MAXTICKS ticks worth, by which point the level
2097  * will be stable.
2098  *
2099  * Limit the count of unprocessed events to FM_MAXCNT, so as to avoid
2100  * arithmetic overflow in the fmeter_update() routine.
2101  *
2102  * Given the simple 32 bit integer arithmetic used, this meter works
2103  * best for reporting rates between one per millisecond (msec) and
2104  * one per 32 (approx) seconds.  At constant rates faster than one
2105  * per msec it maxes out at values just under 1,000,000.  At constant
2106  * rates between one per msec, and one per second it will stabilize
2107  * to a value N*1000, where N is the rate of events per second.
2108  * At constant rates between one per second and one per 32 seconds,
2109  * it will be choppy, moving up on the seconds that have an event,
2110  * and then decaying until the next event.  At rates slower than
2111  * about one in 32 seconds, it decays all the way back to zero between
2112  * each event.
2113  */
2114
2115 #define FM_COEF 933             /* coefficient for half-life of 10 secs */
2116 #define FM_MAXTICKS ((u32)99)   /* useless computing more ticks than this */
2117 #define FM_MAXCNT 1000000       /* limit cnt to avoid overflow */
2118 #define FM_SCALE 1000           /* faux fixed point scale */
2119
2120 /* Initialize a frequency meter */
2121 static void fmeter_init(struct fmeter *fmp)
2122 {
2123         fmp->cnt = 0;
2124         fmp->val = 0;
2125         fmp->time = 0;
2126         spin_lock_init(&fmp->lock);
2127 }
2128
2129 /* Internal meter update - process cnt events and update value */
2130 static void fmeter_update(struct fmeter *fmp)
2131 {
2132         time64_t now;
2133         u32 ticks;
2134
2135         now = ktime_get_seconds();
2136         ticks = now - fmp->time;
2137
2138         if (ticks == 0)
2139                 return;
2140
2141         ticks = min(FM_MAXTICKS, ticks);
2142         while (ticks-- > 0)
2143                 fmp->val = (FM_COEF * fmp->val) / FM_SCALE;
2144         fmp->time = now;
2145
2146         fmp->val += ((FM_SCALE - FM_COEF) * fmp->cnt) / FM_SCALE;
2147         fmp->cnt = 0;
2148 }
2149
2150 /* Process any previous ticks, then bump cnt by one (times scale). */
2151 static void fmeter_markevent(struct fmeter *fmp)
2152 {
2153         spin_lock(&fmp->lock);
2154         fmeter_update(fmp);
2155         fmp->cnt = min(FM_MAXCNT, fmp->cnt + FM_SCALE);
2156         spin_unlock(&fmp->lock);
2157 }
2158
2159 /* Process any previous ticks, then return current value. */
2160 static int fmeter_getrate(struct fmeter *fmp)
2161 {
2162         int val;
2163
2164         spin_lock(&fmp->lock);
2165         fmeter_update(fmp);
2166         val = fmp->val;
2167         spin_unlock(&fmp->lock);
2168         return val;
2169 }
2170
2171 static struct cpuset *cpuset_attach_old_cs;
2172
2173 static void reset_migrate_dl_data(struct cpuset *cs)
2174 {
2175         cs->nr_migrate_dl_tasks = 0;
2176         cs->sum_migrate_dl_bw = 0;
2177 }
2178
2179 /* Called by cgroups to determine if a cpuset is usable; cpuset_mutex held */
2180 static int cpuset_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
2181 {
2182         struct cgroup_subsys_state *css;
2183         struct cpuset *cs, *oldcs;
2184         struct task_struct *task;
2185         int ret;
2186
2187         /* used later by cpuset_attach() */
2188         cpuset_attach_old_cs = task_cs(cgroup_taskset_first(tset, &css));
2189         oldcs = cpuset_attach_old_cs;
2190         cs = css_cs(css);
2191
2192         mutex_lock(&cpuset_mutex);
2193
2194         /* allow moving tasks into an empty cpuset if on default hierarchy */
2195         ret = -ENOSPC;
2196         if (!is_in_v2_mode() &&
2197             (cpumask_empty(cs->cpus_allowed) || nodes_empty(cs->mems_allowed)))
2198                 goto out_unlock;
2199
2200         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
2201                 ret = task_can_attach(task);
2202                 if (ret)
2203                         goto out_unlock;
2204                 ret = security_task_setscheduler(task);
2205                 if (ret)
2206                         goto out_unlock;
2207
2208                 if (dl_task(task)) {
2209                         cs->nr_migrate_dl_tasks++;
2210                         cs->sum_migrate_dl_bw += task->dl.dl_bw;
2211                 }
2212         }
2213
2214         if (!cs->nr_migrate_dl_tasks)
2215                 goto out_success;
2216
2217         if (!cpumask_intersects(oldcs->effective_cpus, cs->effective_cpus)) {
2218                 int cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask, cs->effective_cpus);
2219
2220                 if (unlikely(cpu >= nr_cpu_ids)) {
2221                         reset_migrate_dl_data(cs);
2222                         ret = -EINVAL;
2223                         goto out_unlock;
2224                 }
2225
2226                 ret = dl_bw_alloc(cpu, cs->sum_migrate_dl_bw);
2227                 if (ret) {
2228                         reset_migrate_dl_data(cs);
2229                         goto out_unlock;
2230                 }
2231         }
2232
2233 out_success:
2234         /*
2235          * Mark attach is in progress.  This makes validate_change() fail
2236          * changes which zero cpus/mems_allowed.
2237          */
2238         cs->attach_in_progress++;
2239         ret = 0;
2240 out_unlock:
2241         mutex_unlock(&cpuset_mutex);
2242         return ret;
2243 }
2244
2245 static void cpuset_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
2246 {
2247         struct cgroup_subsys_state *css;
2248         struct cpuset *cs;
2249
2250         cgroup_taskset_first(tset, &css);
2251         cs = css_cs(css);
2252
2253         mutex_lock(&cpuset_mutex);
2254         cs->attach_in_progress--;
2255         if (!cs->attach_in_progress)
2256                 wake_up(&cpuset_attach_wq);
2257
2258         if (cs->nr_migrate_dl_tasks) {
2259                 int cpu = cpumask_any(cs->effective_cpus);
2260
2261                 dl_bw_free(cpu, cs->sum_migrate_dl_bw);
2262                 reset_migrate_dl_data(cs);
2263         }
2264
2265         mutex_unlock(&cpuset_mutex);
2266 }
2267
2268 /*
2269  * Protected by cpuset_mutex.  cpus_attach is used only by cpuset_attach()
2270  * but we can't allocate it dynamically there.  Define it global and
2271  * allocate from cpuset_init().
2272  */
2273 static cpumask_var_t cpus_attach;
2274
2275 static void cpuset_attach(struct cgroup_taskset *tset)
2276 {
2277         /* static buf protected by cpuset_mutex */
2278         static nodemask_t cpuset_attach_nodemask_to;
2279         struct task_struct *task;
2280         struct task_struct *leader;
2281         struct cgroup_subsys_state *css;
2282         struct cpuset *cs;
2283         struct cpuset *oldcs = cpuset_attach_old_cs;
2284
2285         cgroup_taskset_first(tset, &css);
2286         cs = css_cs(css);
2287
2288         lockdep_assert_cpus_held();     /* see cgroup_attach_lock() */
2289         mutex_lock(&cpuset_mutex);
2290
2291         /* prepare for attach */
2292         if (cs == &top_cpuset)
2293                 cpumask_copy(cpus_attach, cpu_possible_mask);
2294         else
2295                 guarantee_online_cpus(cs, cpus_attach);
2296
2297         guarantee_online_mems(cs, &cpuset_attach_nodemask_to);
2298
2299         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
2300                 /*
2301                  * can_attach beforehand should guarantee that this doesn't
2302                  * fail.  TODO: have a better way to handle failure here
2303                  */
2304                 WARN_ON_ONCE(set_cpus_allowed_ptr(task, cpus_attach));
2305
2306                 cpuset_change_task_nodemask(task, &cpuset_attach_nodemask_to);
2307                 cpuset_update_task_spread_flag(cs, task);
2308         }
2309
2310         /*
2311          * Change mm for all threadgroup leaders. This is expensive and may
2312          * sleep and should be moved outside migration path proper.
2313          */
2314         cpuset_attach_nodemask_to = cs->effective_mems;
2315         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
2316                 struct mm_struct *mm = get_task_mm(leader);
2317
2318                 if (mm) {
2319                         mpol_rebind_mm(mm, &cpuset_attach_nodemask_to);
2320
2321                         /*
2322                          * old_mems_allowed is the same with mems_allowed
2323                          * here, except if this task is being moved
2324                          * automatically due to hotplug.  In that case
2325                          * @mems_allowed has been updated and is empty, so
2326                          * @old_mems_allowed is the right nodesets that we
2327                          * migrate mm from.
2328                          */
2329                         if (is_memory_migrate(cs))
2330                                 cpuset_migrate_mm(mm, &oldcs->old_mems_allowed,
2331                                                   &cpuset_attach_nodemask_to);
2332                         else
2333                                 mmput(mm);
2334                 }
2335         }
2336
2337         cs->old_mems_allowed = cpuset_attach_nodemask_to;
2338
2339         if (cs->nr_migrate_dl_tasks) {
2340                 cs->nr_deadline_tasks += cs->nr_migrate_dl_tasks;
2341                 oldcs->nr_deadline_tasks -= cs->nr_migrate_dl_tasks;
2342                 reset_migrate_dl_data(cs);
2343         }
2344
2345         cs->attach_in_progress--;
2346         if (!cs->attach_in_progress)
2347                 wake_up(&cpuset_attach_wq);
2348
2349         mutex_unlock(&cpuset_mutex);
2350 }
2351
2352 /* The various types of files and directories in a cpuset file system */
2353
2354 typedef enum {
2355         FILE_MEMORY_MIGRATE,
2356         FILE_CPULIST,
2357         FILE_MEMLIST,
2358         FILE_EFFECTIVE_CPULIST,
2359         FILE_EFFECTIVE_MEMLIST,
2360         FILE_SUBPARTS_CPULIST,
2361         FILE_CPU_EXCLUSIVE,
2362         FILE_MEM_EXCLUSIVE,
2363         FILE_MEM_HARDWALL,
2364         FILE_SCHED_LOAD_BALANCE,
2365         FILE_PARTITION_ROOT,
2366         FILE_SCHED_RELAX_DOMAIN_LEVEL,
2367         FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED,
2368         FILE_MEMORY_PRESSURE,
2369         FILE_SPREAD_PAGE,
2370         FILE_SPREAD_SLAB,
2371 } cpuset_filetype_t;
2372
2373 static int cpuset_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css, struct cftype *cft,
2374                             u64 val)
2375 {
2376         struct cpuset *cs = css_cs(css);
2377         cpuset_filetype_t type = cft->private;
2378         int retval = 0;
2379
2380         get_online_cpus();
2381         mutex_lock(&cpuset_mutex);
2382         if (!is_cpuset_online(cs)) {
2383                 retval = -ENODEV;
2384                 goto out_unlock;
2385         }
2386
2387         switch (type) {
2388         case FILE_CPU_EXCLUSIVE:
2389                 retval = update_flag(CS_CPU_EXCLUSIVE, cs, val);
2390                 break;
2391         case FILE_MEM_EXCLUSIVE:
2392                 retval = update_flag(CS_MEM_EXCLUSIVE, cs, val);
2393                 break;
2394         case FILE_MEM_HARDWALL:
2395                 retval = update_flag(CS_MEM_HARDWALL, cs, val);
2396                 break;
2397         case FILE_SCHED_LOAD_BALANCE:
2398                 retval = update_flag(CS_SCHED_LOAD_BALANCE, cs, val);
2399                 break;
2400         case FILE_MEMORY_MIGRATE:
2401                 retval = update_flag(CS_MEMORY_MIGRATE, cs, val);
2402                 break;
2403         case FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED:
2404                 cpuset_memory_pressure_enabled = !!val;
2405                 break;
2406         case FILE_SPREAD_PAGE:
2407                 retval = update_flag(CS_SPREAD_PAGE, cs, val);
2408                 break;
2409         case FILE_SPREAD_SLAB:
2410                 retval = update_flag(CS_SPREAD_SLAB, cs, val);
2411                 break;
2412         default:
2413                 retval = -EINVAL;
2414                 break;
2415         }
2416 out_unlock:
2417         mutex_unlock(&cpuset_mutex);
2418         put_online_cpus();
2419         return retval;
2420 }
2421
2422 static int cpuset_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css, struct cftype *cft,
2423                             s64 val)
2424 {
2425         struct cpuset *cs = css_cs(css);
2426         cpuset_filetype_t type = cft->private;
2427         int retval = -ENODEV;
2428
2429         get_online_cpus();
2430         mutex_lock(&cpuset_mutex);
2431         if (!is_cpuset_online(cs))
2432                 goto out_unlock;
2433
2434         switch (type) {
2435         case FILE_SCHED_RELAX_DOMAIN_LEVEL:
2436                 retval = update_relax_domain_level(cs, val);
2437                 break;
2438         default:
2439                 retval = -EINVAL;
2440                 break;
2441         }
2442 out_unlock:
2443         mutex_unlock(&cpuset_mutex);
2444         put_online_cpus();
2445         return retval;
2446 }
2447
2448 /*
2449  * Common handling for a write to a "cpus" or "mems" file.
2450  */
2451 static ssize_t cpuset_write_resmask(struct kernfs_open_file *of,
2452                                     char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
2453 {
2454         struct cpuset *cs = css_cs(of_css(of));
2455         struct cpuset *trialcs;
2456         int retval = -ENODEV;
2457
2458         buf = strstrip(buf);
2459
2460         /*
2461          * CPU or memory hotunplug may leave @cs w/o any execution
2462          * resources, in which case the hotplug code asynchronously updates
2463          * configuration and transfers all tasks to the nearest ancestor
2464          * which can execute.
2465          *
2466          * As writes to "cpus" or "mems" may restore @cs's execution
2467          * resources, wait for the previously scheduled operations before
2468          * proceeding, so that we don't end up keep removing tasks added
2469          * after execution capability is restored.
2470          *
2471          * cpuset_hotplug_work calls back into cgroup core via
2472          * cgroup_transfer_tasks() and waiting for it from a cgroupfs
2473          * operation like this one can lead to a deadlock through kernfs
2474          * active_ref protection.  Let's break the protection.  Losing the
2475          * protection is okay as we check whether @cs is online after
2476          * grabbing cpuset_mutex anyway.  This only happens on the legacy
2477          * hierarchies.
2478          */
2479         css_get(&cs->css);
2480         kernfs_break_active_protection(of->kn);
2481         flush_work(&cpuset_hotplug_work);
2482
2483         get_online_cpus();
2484         mutex_lock(&cpuset_mutex);
2485         if (!is_cpuset_online(cs))
2486                 goto out_unlock;
2487
2488         trialcs = alloc_trial_cpuset(cs);
2489         if (!trialcs) {
2490                 retval = -ENOMEM;
2491                 goto out_unlock;
2492         }
2493
2494         switch (of_cft(of)->private) {
2495         case FILE_CPULIST:
2496                 retval = update_cpumask(cs, trialcs, buf);
2497                 break;
2498         case FILE_MEMLIST:
2499                 retval = update_nodemask(cs, trialcs, buf);
2500                 break;
2501         default:
2502                 retval = -EINVAL;
2503                 break;
2504         }
2505
2506         free_cpuset(trialcs);
2507 out_unlock:
2508         mutex_unlock(&cpuset_mutex);
2509         put_online_cpus();
2510         kernfs_unbreak_active_protection(of->kn);
2511         css_put(&cs->css);
2512         flush_workqueue(cpuset_migrate_mm_wq);
2513         return retval ?: nbytes;
2514 }
2515
2516 /*
2517  * These ascii lists should be read in a single call, by using a user
2518  * buffer large enough to hold the entire map.  If read in smaller
2519  * chunks, there is no guarantee of atomicity.  Since the display format
2520  * used, list of ranges of sequential numbers, is variable length,
2521  * and since these maps can change value dynamically, one could read
2522  * gibberish by doing partial reads while a list was changing.
2523  */
2524 static int cpuset_common_seq_show(struct seq_file *sf, void *v)
2525 {
2526         struct cpuset *cs = css_cs(seq_css(sf));
2527         cpuset_filetype_t type = seq_cft(sf)->private;
2528         int ret = 0;
2529
2530         spin_lock_irq(&callback_lock);
2531
2532         switch (type) {
2533         case FILE_CPULIST:
2534                 seq_printf(sf, "%*pbl\n", cpumask_pr_args(cs->cpus_allowed));
2535                 break;
2536         case FILE_MEMLIST:
2537                 seq_printf(sf, "%*pbl\n", nodemask_pr_args(&cs->mems_allowed));
2538                 break;
2539         case FILE_EFFECTIVE_CPULIST:
2540                 seq_printf(sf, "%*pbl\n", cpumask_pr_args(cs->effective_cpus));
2541                 break;
2542         case FILE_EFFECTIVE_MEMLIST:
2543                 seq_printf(sf, "%*pbl\n", nodemask_pr_args(&cs->effective_mems));
2544                 break;
2545         case FILE_SUBPARTS_CPULIST:
2546                 seq_printf(sf, "%*pbl\n", cpumask_pr_args(cs->subparts_cpus));
2547                 break;
2548         default:
2549                 ret = -EINVAL;
2550         }
2551
2552         spin_unlock_irq(&callback_lock);
2553         return ret;
2554 }
2555
2556 static u64 cpuset_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css, struct cftype *cft)
2557 {
2558         struct cpuset *cs = css_cs(css);
2559         cpuset_filetype_t type = cft->private;
2560         switch (type) {
2561         case FILE_CPU_EXCLUSIVE:
2562                 return is_cpu_exclusive(cs);
2563         case FILE_MEM_EXCLUSIVE:
2564                 return is_mem_exclusive(cs);
2565         case FILE_MEM_HARDWALL:
2566                 return is_mem_hardwall(cs);
2567         case FILE_SCHED_LOAD_BALANCE:
2568                 return is_sched_load_balance(cs);
2569         case FILE_MEMORY_MIGRATE:
2570                 return is_memory_migrate(cs);
2571         case FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED:
2572                 return cpuset_memory_pressure_enabled;
2573         case FILE_MEMORY_PRESSURE:
2574                 return fmeter_getrate(&cs->fmeter);
2575         case FILE_SPREAD_PAGE:
2576                 return is_spread_page(cs);
2577         case FILE_SPREAD_SLAB:
2578                 return is_spread_slab(cs);
2579         default:
2580                 BUG();
2581         }
2582
2583         /* Unreachable but makes gcc happy */
2584         return 0;
2585 }
2586
2587 static s64 cpuset_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css, struct cftype *cft)
2588 {
2589         struct cpuset *cs = css_cs(css);
2590         cpuset_filetype_t type = cft->private;
2591         switch (type) {
2592         case FILE_SCHED_RELAX_DOMAIN_LEVEL:
2593                 return cs->relax_domain_level;
2594         default:
2595                 BUG();
2596         }
2597
2598         /* Unrechable but makes gcc happy */
2599         return 0;
2600 }
2601
2602 static int sched_partition_show(struct seq_file *seq, void *v)
2603 {
2604         struct cpuset *cs = css_cs(seq_css(seq));
2605
2606         switch (cs->partition_root_state) {
2607         case PRS_ENABLED:
2608                 seq_puts(seq, "root\n");
2609                 break;
2610         case PRS_DISABLED:
2611                 seq_puts(seq, "member\n");
2612                 break;
2613         case PRS_ERROR:
2614                 seq_puts(seq, "root invalid\n");
2615                 break;
2616         }
2617         return 0;
2618 }
2619
2620 static ssize_t sched_partition_write(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
2621                                      size_t nbytes, loff_t off)
2622 {
2623         struct cpuset *cs = css_cs(of_css(of));
2624         int val;
2625         int retval = -ENODEV;
2626
2627         buf = strstrip(buf);
2628
2629         /*
2630          * Convert "root" to ENABLED, and convert "member" to DISABLED.
2631          */
2632         if (!strcmp(buf, "root"))
2633                 val = PRS_ENABLED;
2634         else if (!strcmp(buf, "member"))
2635                 val = PRS_DISABLED;
2636         else
2637                 return -EINVAL;
2638
2639         css_get(&cs->css);
2640         get_online_cpus();
2641         mutex_lock(&cpuset_mutex);
2642         if (!is_cpuset_online(cs))
2643                 goto out_unlock;
2644
2645         retval = update_prstate(cs, val);
2646 out_unlock:
2647         mutex_unlock(&cpuset_mutex);
2648         put_online_cpus();
2649         css_put(&cs->css);
2650         return retval ?: nbytes;
2651 }
2652
2653 /*
2654  * for the common functions, 'private' gives the type of file
2655  */
2656
2657 static struct cftype legacy_files[] = {
2658         {
2659                 .name = "cpus",
2660                 .seq_show = cpuset_common_seq_show,
2661                 .write = cpuset_write_resmask,
2662                 .max_write_len = (100U + 6 * NR_CPUS),
2663                 .private = FILE_CPULIST,
2664         },
2665
2666         {
2667                 .name = "mems",
2668                 .seq_show = cpuset_common_seq_show,
2669                 .write = cpuset_write_resmask,
2670                 .max_write_len = (100U + 6 * MAX_NUMNODES),
2671                 .private = FILE_MEMLIST,
2672         },
2673
2674         {
2675                 .name = "effective_cpus",
2676                 .seq_show = cpuset_common_seq_show,
2677                 .private = FILE_EFFECTIVE_CPULIST,
2678         },
2679
2680         {
2681                 .name = "effective_mems",
2682                 .seq_show = cpuset_common_seq_show,
2683                 .private = FILE_EFFECTIVE_MEMLIST,
2684         },
2685
2686         {
2687                 .name = "cpu_exclusive",
2688                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
2689                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
2690                 .private = FILE_CPU_EXCLUSIVE,
2691         },
2692
2693         {
2694                 .name = "mem_exclusive",
2695                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
2696                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
2697                 .private = FILE_MEM_EXCLUSIVE,
2698         },
2699
2700         {
2701                 .name = "mem_hardwall",
2702                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
2703                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
2704                 .private = FILE_MEM_HARDWALL,
2705         },
2706
2707         {
2708                 .name = "sched_load_balance",
2709                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
2710                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
2711                 .private = FILE_SCHED_LOAD_BALANCE,
2712         },
2713
2714         {
2715                 .name = "sched_relax_domain_level",
2716                 .read_s64 = cpuset_read_s64,
2717                 .write_s64 = cpuset_write_s64,
2718                 .private = FILE_SCHED_RELAX_DOMAIN_LEVEL,
2719         },
2720
2721         {
2722                 .name = "memory_migrate",
2723                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
2724                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
2725                 .private = FILE_MEMORY_MIGRATE,
2726         },
2727
2728         {
2729                 .name = "memory_pressure",
2730                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
2731                 .private = FILE_MEMORY_PRESSURE,
2732         },
2733
2734         {
2735                 .name = "memory_spread_page",
2736                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
2737                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
2738                 .private = FILE_SPREAD_PAGE,
2739         },
2740
2741         {
2742                 .name = "memory_spread_slab",
2743                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
2744                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
2745                 .private = FILE_SPREAD_SLAB,
2746         },
2747
2748         {
2749                 .name = "memory_pressure_enabled",
2750                 .flags = CFTYPE_ONLY_ON_ROOT,
2751                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
2752                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
2753                 .private = FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED,
2754         },
2755
2756         { }     /* terminate */
2757 };
2758
2759 /*
2760  * This is currently a minimal set for the default hierarchy. It can be
2761  * expanded later on by migrating more features and control files from v1.
2762  */
2763 static struct cftype dfl_files[] = {
2764         {
2765                 .name = "cpus",
2766                 .seq_show = cpuset_common_seq_show,
2767                 .write = cpuset_write_resmask,
2768                 .max_write_len = (100U + 6 * NR_CPUS),
2769                 .private = FILE_CPULIST,
2770                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
2771         },
2772
2773         {
2774                 .name = "mems",
2775                 .seq_show = cpuset_common_seq_show,
2776                 .write = cpuset_write_resmask,
2777                 .max_write_len = (100U + 6 * MAX_NUMNODES),
2778                 .private = FILE_MEMLIST,
2779                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
2780         },
2781
2782         {
2783                 .name = "cpus.effective",
2784                 .seq_show = cpuset_common_seq_show,
2785                 .private = FILE_EFFECTIVE_CPULIST,
2786         },
2787
2788         {
2789                 .name = "mems.effective",
2790                 .seq_show = cpuset_common_seq_show,
2791                 .private = FILE_EFFECTIVE_MEMLIST,
2792         },
2793
2794         {
2795                 .name = "cpus.partition",
2796                 .seq_show = sched_partition_show,
2797                 .write = sched_partition_write,
2798                 .private = FILE_PARTITION_ROOT,
2799                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
2800         },
2801
2802         {
2803                 .name = "cpus.subpartitions",
2804                 .seq_show = cpuset_common_seq_show,
2805                 .private = FILE_SUBPARTS_CPULIST,
2806                 .flags = CFTYPE_DEBUG,
2807         },
2808
2809         { }     /* terminate */
2810 };
2811
2812
2813 /*
2814  *      cpuset_css_alloc - allocate a cpuset css
2815  *      cgrp:   control group that the new cpuset will be part of
2816  */
2817
2818 static struct cgroup_subsys_state *
2819 cpuset_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
2820 {
2821         struct cpuset *cs;
2822
2823         if (!parent_css)
2824                 return &top_cpuset.css;
2825
2826         cs = kzalloc(sizeof(*cs), GFP_KERNEL);
2827         if (!cs)
2828                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2829
2830         if (alloc_cpumasks(cs, NULL)) {
2831                 kfree(cs);
2832                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2833         }
2834
2835         set_bit(CS_SCHED_LOAD_BALANCE, &cs->flags);
2836         nodes_clear(cs->mems_allowed);
2837         nodes_clear(cs->effective_mems);
2838         fmeter_init(&cs->fmeter);
2839         cs->relax_domain_level = -1;
2840
2841         return &cs->css;
2842 }
2843
2844 static int cpuset_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
2845 {
2846         struct cpuset *cs = css_cs(css);
2847         struct cpuset *parent = parent_cs(cs);
2848         struct cpuset *tmp_cs;
2849         struct cgroup_subsys_state *pos_css;
2850
2851         if (!parent)
2852                 return 0;
2853
2854         get_online_cpus();
2855         mutex_lock(&cpuset_mutex);
2856
2857         set_bit(CS_ONLINE, &cs->flags);
2858         if (is_spread_page(parent))
2859                 set_bit(CS_SPREAD_PAGE, &cs->flags);
2860         if (is_spread_slab(parent))
2861                 set_bit(CS_SPREAD_SLAB, &cs->flags);
2862
2863         cpuset_inc();
2864
2865         spin_lock_irq(&callback_lock);
2866         if (is_in_v2_mode()) {
2867                 cpumask_copy(cs->effective_cpus, parent->effective_cpus);
2868                 cs->effective_mems = parent->effective_mems;
2869                 cs->use_parent_ecpus = true;
2870                 parent->child_ecpus_count++;
2871         }
2872         spin_unlock_irq(&callback_lock);
2873
2874         if (!test_bit(CGRP_CPUSET_CLONE_CHILDREN, &css->cgroup->flags))
2875                 goto out_unlock;
2876
2877         /*
2878          * Clone @parent's configuration if CGRP_CPUSET_CLONE_CHILDREN is
2879          * set.  This flag handling is implemented in cgroup core for
2880          * histrical reasons - the flag may be specified during mount.
2881          *
2882          * Currently, if any sibling cpusets have exclusive cpus or mem, we
2883          * refuse to clone the configuration - thereby refusing the task to
2884          * be entered, and as a result refusing the sys_unshare() or
2885          * clone() which initiated it.  If this becomes a problem for some
2886          * users who wish to allow that scenario, then this could be
2887          * changed to grant parent->cpus_allowed-sibling_cpus_exclusive
2888          * (and likewise for mems) to the new cgroup.
2889          */
2890         rcu_read_lock();
2891         cpuset_for_each_child(tmp_cs, pos_css, parent) {
2892                 if (is_mem_exclusive(tmp_cs) || is_cpu_exclusive(tmp_cs)) {
2893                         rcu_read_unlock();
2894                         goto out_unlock;
2895                 }
2896         }
2897         rcu_read_unlock();
2898
2899         spin_lock_irq(&callback_lock);
2900         cs->mems_allowed = parent->mems_allowed;
2901         cs->effective_mems = parent->mems_allowed;
2902         cpumask_copy(cs->cpus_allowed, parent->cpus_allowed);
2903         cpumask_copy(cs->effective_cpus, parent->cpus_allowed);
2904         spin_unlock_irq(&callback_lock);
2905 out_unlock:
2906         mutex_unlock(&cpuset_mutex);
2907         put_online_cpus();
2908         return 0;
2909 }
2910
2911 /*
2912  * If the cpuset being removed has its flag 'sched_load_balance'
2913  * enabled, then simulate turning sched_load_balance off, which
2914  * will call rebuild_sched_domains_locked(). That is not needed
2915  * in the default hierarchy where only changes in partition
2916  * will cause repartitioning.
2917  *
2918  * If the cpuset has the 'sched.partition' flag enabled, simulate
2919  * turning 'sched.partition" off.
2920  */
2921
2922 static void cpuset_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
2923 {
2924         struct cpuset *cs = css_cs(css);
2925
2926         get_online_cpus();
2927         mutex_lock(&cpuset_mutex);
2928
2929         if (is_partition_root(cs))
2930                 update_prstate(cs, 0);
2931
2932         if (!cgroup_subsys_on_dfl(cpuset_cgrp_subsys) &&
2933             is_sched_load_balance(cs))
2934                 update_flag(CS_SCHED_LOAD_BALANCE, cs, 0);
2935
2936         if (cs->use_parent_ecpus) {
2937                 struct cpuset *parent = parent_cs(cs);
2938
2939                 cs->use_parent_ecpus = false;
2940                 parent->child_ecpus_count--;
2941         }
2942
2943         cpuset_dec();
2944         clear_bit(CS_ONLINE, &cs->flags);
2945
2946         mutex_unlock(&cpuset_mutex);
2947         put_online_cpus();
2948 }
2949
2950 static void cpuset_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
2951 {
2952         struct cpuset *cs = css_cs(css);
2953
2954         free_cpuset(cs);
2955 }
2956
2957 static void cpuset_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
2958 {
2959         mutex_lock(&cpuset_mutex);
2960         spin_lock_irq(&callback_lock);
2961
2962         if (is_in_v2_mode()) {
2963                 cpumask_copy(top_cpuset.cpus_allowed, cpu_possible_mask);
2964                 top_cpuset.mems_allowed = node_possible_map;
2965         } else {
2966                 cpumask_copy(top_cpuset.cpus_allowed,
2967                              top_cpuset.effective_cpus);
2968                 top_cpuset.mems_allowed = top_cpuset.effective_mems;
2969         }
2970
2971         spin_unlock_irq(&callback_lock);
2972         mutex_unlock(&cpuset_mutex);
2973 }
2974
2975 /*
2976  * Make sure the new task conform to the current state of its parent,
2977  * which could have been changed by cpuset just after it inherits the
2978  * state from the parent and before it sits on the cgroup's task list.
2979  */
2980 static void cpuset_fork(struct task_struct *task)
2981 {
2982         if (task_css_is_root(task, cpuset_cgrp_id))
2983                 return;
2984
2985         set_cpus_allowed_ptr(task, current->cpus_ptr);
2986         task->mems_allowed = current->mems_allowed;
2987 }
2988
2989 struct cgroup_subsys cpuset_cgrp_subsys = {
2990         .css_alloc      = cpuset_css_alloc,
2991         .css_online     = cpuset_css_online,
2992         .css_offline    = cpuset_css_offline,
2993         .css_free       = cpuset_css_free,
2994         .can_attach     = cpuset_can_attach,
2995         .cancel_attach  = cpuset_cancel_attach,
2996         .attach         = cpuset_attach,
2997         .post_attach    = cpuset_post_attach,
2998         .bind           = cpuset_bind,
2999         .fork           = cpuset_fork,
3000         .legacy_cftypes = legacy_files,
3001         .dfl_cftypes    = dfl_files,
3002         .early_init     = true,
3003         .threaded       = true,
3004 };
3005
3006 /**
3007  * cpuset_init - initialize cpusets at system boot
3008  *
3009  * Description: Initialize top_cpuset
3010  **/
3011
3012 int __init cpuset_init(void)
3013 {
3014         BUG_ON(!alloc_cpumask_var(&top_cpuset.cpus_allowed, GFP_KERNEL));
3015         BUG_ON(!alloc_cpumask_var(&top_cpuset.effective_cpus, GFP_KERNEL));
3016         BUG_ON(!zalloc_cpumask_var(&top_cpuset.subparts_cpus, GFP_KERNEL));
3017
3018         cpumask_setall(top_cpuset.cpus_allowed);
3019         nodes_setall(top_cpuset.mems_allowed);
3020         cpumask_setall(top_cpuset.effective_cpus);
3021         nodes_setall(top_cpuset.effective_mems);
3022
3023         fmeter_init(&top_cpuset.fmeter);
3024         set_bit(CS_SCHED_LOAD_BALANCE, &top_cpuset.flags);
3025         top_cpuset.relax_domain_level = -1;
3026
3027         BUG_ON(!alloc_cpumask_var(&cpus_attach, GFP_KERNEL));
3028
3029         return 0;
3030 }
3031
3032 /*
3033  * If CPU and/or memory hotplug handlers, below, unplug any CPUs
3034  * or memory nodes, we need to walk over the cpuset hierarchy,
3035  * removing that CPU or node from all cpusets.  If this removes the
3036  * last CPU or node from a cpuset, then move the tasks in the empty
3037  * cpuset to its next-highest non-empty parent.
3038  */
3039 static void remove_tasks_in_empty_cpuset(struct cpuset *cs)
3040 {
3041         struct cpuset *parent;
3042
3043         /*
3044          * Find its next-highest non-empty parent, (top cpuset
3045          * has online cpus, so can't be empty).
3046          */
3047         parent = parent_cs(cs);
3048         while (cpumask_empty(parent->cpus_allowed) ||
3049                         nodes_empty(parent->mems_allowed))
3050                 parent = parent_cs(parent);
3051
3052         if (cgroup_transfer_tasks(parent->css.cgroup, cs->css.cgroup)) {
3053                 pr_err("cpuset: failed to transfer tasks out of empty cpuset ");
3054                 pr_cont_cgroup_name(cs->css.cgroup);
3055                 pr_cont("\n");
3056         }
3057 }
3058
3059 static void
3060 hotplug_update_tasks_legacy(struct cpuset *cs,
3061                             struct cpumask *new_cpus, nodemask_t *new_mems,
3062                             bool cpus_updated, bool mems_updated)
3063 {
3064         bool is_empty;
3065
3066         spin_lock_irq(&callback_lock);
3067         cpumask_copy(cs->cpus_allowed, new_cpus);
3068         cpumask_copy(cs->effective_cpus, new_cpus);
3069         cs->mems_allowed = *new_mems;
3070         cs->effective_mems = *new_mems;
3071         spin_unlock_irq(&callback_lock);
3072
3073         /*
3074          * Don't call update_tasks_cpumask() if the cpuset becomes empty,
3075          * as the tasks will be migratecd to an ancestor.
3076          */
3077         if (cpus_updated && !cpumask_empty(cs->cpus_allowed))
3078                 update_tasks_cpumask(cs);
3079         if (mems_updated && !nodes_empty(cs->mems_allowed))
3080                 update_tasks_nodemask(cs);
3081
3082         is_empty = cpumask_empty(cs->cpus_allowed) ||
3083                    nodes_empty(cs->mems_allowed);
3084
3085         mutex_unlock(&cpuset_mutex);
3086
3087         /*
3088          * Move tasks to the nearest ancestor with execution resources,
3089          * This is full cgroup operation which will also call back into
3090          * cpuset. Should be done outside any lock.
3091          */
3092         if (is_empty)
3093                 remove_tasks_in_empty_cpuset(cs);
3094
3095         mutex_lock(&cpuset_mutex);
3096 }
3097
3098 static void
3099 hotplug_update_tasks(struct cpuset *cs,
3100                      struct cpumask *new_cpus, nodemask_t *new_mems,
3101                      bool cpus_updated, bool mems_updated)
3102 {
3103         if (cpumask_empty(new_cpus))
3104                 cpumask_copy(new_cpus, parent_cs(cs)->effective_cpus);
3105         if (nodes_empty(*new_mems))
3106                 *new_mems = parent_cs(cs)->effective_mems;
3107
3108         spin_lock_irq(&callback_lock);
3109         cpumask_copy(cs->effective_cpus, new_cpus);
3110         cs->effective_mems = *new_mems;
3111         spin_unlock_irq(&callback_lock);
3112
3113         if (cpus_updated)
3114                 update_tasks_cpumask(cs);
3115         if (mems_updated)
3116                 update_tasks_nodemask(cs);
3117 }
3118
3119 static bool force_rebuild;
3120
3121 void cpuset_force_rebuild(void)
3122 {
3123         force_rebuild = true;
3124 }
3125
3126 /**
3127  * cpuset_hotplug_update_tasks - update tasks in a cpuset for hotunplug
3128  * @cs: cpuset in interest
3129  * @tmp: the tmpmasks structure pointer
3130  *
3131  * Compare @cs's cpu and mem masks against top_cpuset and if some have gone
3132  * offline, update @cs accordingly.  If @cs ends up with no CPU or memory,
3133  * all its tasks are moved to the nearest ancestor with both resources.
3134  */
3135 static void cpuset_hotplug_update_tasks(struct cpuset *cs, struct tmpmasks *tmp)
3136 {
3137         static cpumask_t new_cpus;
3138         static nodemask_t new_mems;
3139         bool cpus_updated;
3140         bool mems_updated;
3141         struct cpuset *parent;
3142 retry:
3143         wait_event(cpuset_attach_wq, cs->attach_in_progress == 0);
3144
3145         mutex_lock(&cpuset_mutex);
3146
3147         /*
3148          * We have raced with task attaching. We wait until attaching
3149          * is finished, so we won't attach a task to an empty cpuset.
3150          */
3151         if (cs->attach_in_progress) {
3152                 mutex_unlock(&cpuset_mutex);
3153                 goto retry;
3154         }
3155
3156         parent = parent_cs(cs);
3157         compute_effective_cpumask(&new_cpus, cs, parent);
3158         nodes_and(new_mems, cs->mems_allowed, parent->effective_mems);
3159
3160         if (cs->nr_subparts_cpus)
3161                 /*
3162                  * Make sure that CPUs allocated to child partitions
3163                  * do not show up in effective_cpus.
3164                  */
3165                 cpumask_andnot(&new_cpus, &new_cpus, cs->subparts_cpus);
3166
3167         if (!tmp || !cs->partition_root_state)
3168                 goto update_tasks;
3169
3170         /*
3171          * In the unlikely event that a partition root has empty
3172          * effective_cpus or its parent becomes erroneous, we have to
3173          * transition it to the erroneous state.
3174          */
3175         if (is_partition_root(cs) && (cpumask_empty(&new_cpus) ||
3176            (parent->partition_root_state == PRS_ERROR))) {
3177                 if (cs->nr_subparts_cpus) {
3178                         spin_lock_irq(&callback_lock);
3179                         cs->nr_subparts_cpus = 0;
3180                         cpumask_clear(cs->subparts_cpus);
3181                         spin_unlock_irq(&callback_lock);
3182                         compute_effective_cpumask(&new_cpus, cs, parent);
3183                 }
3184
3185                 /*
3186                  * If the effective_cpus is empty because the child
3187                  * partitions take away all the CPUs, we can keep
3188                  * the current partition and let the child partitions
3189                  * fight for available CPUs.
3190                  */
3191                 if ((parent->partition_root_state == PRS_ERROR) ||
3192                      cpumask_empty(&new_cpus)) {
3193                         update_parent_subparts_cpumask(cs, partcmd_disable,
3194                                                        NULL, tmp);
3195                         spin_lock_irq(&callback_lock);
3196                         cs->partition_root_state = PRS_ERROR;
3197                         spin_unlock_irq(&callback_lock);
3198                 }
3199                 cpuset_force_rebuild();
3200         }
3201
3202         /*
3203          * On the other hand, an erroneous partition root may be transitioned
3204          * back to a regular one or a partition root with no CPU allocated
3205          * from the parent may change to erroneous.
3206          */
3207         if (is_partition_root(parent) &&
3208            ((cs->partition_root_state == PRS_ERROR) ||
3209             !cpumask_intersects(&new_cpus, parent->subparts_cpus)) &&
3210              update_parent_subparts_cpumask(cs, partcmd_update, NULL, tmp))
3211                 cpuset_force_rebuild();
3212
3213 update_tasks:
3214         cpus_updated = !cpumask_equal(&new_cpus, cs->effective_cpus);
3215         mems_updated = !nodes_equal(new_mems, cs->effective_mems);
3216
3217         if (is_in_v2_mode())
3218                 hotplug_update_tasks(cs, &new_cpus, &new_mems,
3219                                      cpus_updated, mems_updated);
3220         else
3221                 hotplug_update_tasks_legacy(cs, &new_cpus, &new_mems,
3222                                             cpus_updated, mems_updated);
3223
3224         mutex_unlock(&cpuset_mutex);
3225 }
3226
3227 /**
3228  * cpuset_hotplug_workfn - handle CPU/memory hotunplug for a cpuset
3229  *
3230  * This function is called after either CPU or memory configuration has
3231  * changed and updates cpuset accordingly.  The top_cpuset is always
3232  * synchronized to cpu_active_mask and N_MEMORY, which is necessary in
3233  * order to make cpusets transparent (of no affect) on systems that are
3234  * actively using CPU hotplug but making no active use of cpusets.
3235  *
3236  * Non-root cpusets are only affected by offlining.  If any CPUs or memory
3237  * nodes have been taken down, cpuset_hotplug_update_tasks() is invoked on
3238  * all descendants.
3239  *
3240  * Note that CPU offlining during suspend is ignored.  We don't modify
3241  * cpusets across suspend/resume cycles at all.
3242  */
3243 static void cpuset_hotplug_workfn(struct work_struct *work)
3244 {
3245         static cpumask_t new_cpus;
3246         static nodemask_t new_mems;
3247         bool cpus_updated, mems_updated;
3248         bool on_dfl = is_in_v2_mode();
3249         struct tmpmasks tmp, *ptmp = NULL;
3250
3251         if (on_dfl && !alloc_cpumasks(NULL, &tmp))
3252                 ptmp = &tmp;
3253
3254         mutex_lock(&cpuset_mutex);
3255
3256         /* fetch the available cpus/mems and find out which changed how */
3257         cpumask_copy(&new_cpus, cpu_active_mask);
3258         new_mems = node_states[N_MEMORY];
3259
3260         /*
3261          * If subparts_cpus is populated, it is likely that the check below
3262          * will produce a false positive on cpus_updated when the cpu list
3263          * isn't changed. It is extra work, but it is better to be safe.
3264          */
3265         cpus_updated = !cpumask_equal(top_cpuset.effective_cpus, &new_cpus);
3266         mems_updated = !nodes_equal(top_cpuset.effective_mems, new_mems);
3267
3268         /*
3269          * In the rare case that hotplug removes all the cpus in subparts_cpus,
3270          * we assumed that cpus are updated.
3271          */
3272         if (!cpus_updated && top_cpuset.nr_subparts_cpus)
3273                 cpus_updated = true;
3274
3275         /* synchronize cpus_allowed to cpu_active_mask */
3276         if (cpus_updated) {
3277                 spin_lock_irq(&callback_lock);
3278                 if (!on_dfl)
3279                         cpumask_copy(top_cpuset.cpus_allowed, &new_cpus);
3280                 /*
3281                  * Make sure that CPUs allocated to child partitions
3282                  * do not show up in effective_cpus. If no CPU is left,
3283                  * we clear the subparts_cpus & let the child partitions
3284                  * fight for the CPUs again.
3285                  */
3286                 if (top_cpuset.nr_subparts_cpus) {
3287                         if (cpumask_subset(&new_cpus,
3288                                            top_cpuset.subparts_cpus)) {
3289                                 top_cpuset.nr_subparts_cpus = 0;
3290                                 cpumask_clear(top_cpuset.subparts_cpus);
3291                         } else {
3292                                 cpumask_andnot(&new_cpus, &new_cpus,
3293                                                top_cpuset.subparts_cpus);
3294                         }
3295                 }
3296                 cpumask_copy(top_cpuset.effective_cpus, &new_cpus);
3297                 spin_unlock_irq(&callback_lock);
3298                 /* we don't mess with cpumasks of tasks in top_cpuset */
3299         }
3300
3301         /* synchronize mems_allowed to N_MEMORY */
3302         if (mems_updated) {
3303                 spin_lock_irq(&callback_lock);
3304                 if (!on_dfl)
3305                         top_cpuset.mems_allowed = new_mems;
3306                 top_cpuset.effective_mems = new_mems;
3307                 spin_unlock_irq(&callback_lock);
3308                 update_tasks_nodemask(&top_cpuset);
3309         }
3310
3311         mutex_unlock(&cpuset_mutex);
3312
3313         /* if cpus or mems changed, we need to propagate to descendants */
3314         if (cpus_updated || mems_updated) {
3315                 struct cpuset *cs;
3316                 struct cgroup_subsys_state *pos_css;
3317
3318                 rcu_read_lock();
3319                 cpuset_for_each_descendant_pre(cs, pos_css, &top_cpuset) {
3320                         if (cs == &top_cpuset || !css_tryget_online(&cs->css))
3321                                 continue;
3322                         rcu_read_unlock();
3323
3324                         cpuset_hotplug_update_tasks(cs, ptmp);
3325
3326                         rcu_read_lock();
3327                         css_put(&cs->css);
3328                 }
3329                 rcu_read_unlock();
3330         }
3331
3332         /* rebuild sched domains if cpus_allowed has changed */
3333         if (cpus_updated || force_rebuild) {
3334                 force_rebuild = false;
3335                 rebuild_sched_domains();
3336         }
3337
3338         free_cpumasks(NULL, ptmp);
3339 }
3340
3341 void cpuset_update_active_cpus(void)
3342 {
3343         /*
3344          * We're inside cpu hotplug critical region which usually nests
3345          * inside cgroup synchronization.  Bounce actual hotplug processing
3346          * to a work item to avoid reverse locking order.
3347          */
3348         schedule_work(&cpuset_hotplug_work);
3349 }
3350
3351 void cpuset_wait_for_hotplug(void)
3352 {
3353         flush_work(&cpuset_hotplug_work);
3354 }
3355
3356 /*
3357  * Keep top_cpuset.mems_allowed tracking node_states[N_MEMORY].
3358  * Call this routine anytime after node_states[N_MEMORY] changes.
3359  * See cpuset_update_active_cpus() for CPU hotplug handling.
3360  */
3361 static int cpuset_track_online_nodes(struct notifier_block *self,
3362                                 unsigned long action, void *arg)
3363 {
3364         schedule_work(&cpuset_hotplug_work);
3365         return NOTIFY_OK;
3366 }
3367
3368 static struct notifier_block cpuset_track_online_nodes_nb = {
3369         .notifier_call = cpuset_track_online_nodes,
3370         .priority = 10,         /* ??! */
3371 };
3372
3373 /**
3374  * cpuset_init_smp - initialize cpus_allowed
3375  *
3376  * Description: Finish top cpuset after cpu, node maps are initialized
3377  */
3378 void __init cpuset_init_smp(void)
3379 {
3380         /*
3381          * cpus_allowd/mems_allowed set to v2 values in the initial
3382          * cpuset_bind() call will be reset to v1 values in another
3383          * cpuset_bind() call when v1 cpuset is mounted.
3384          */
3385         top_cpuset.old_mems_allowed = top_cpuset.mems_allowed;
3386
3387         cpumask_copy(top_cpuset.effective_cpus, cpu_active_mask);
3388         top_cpuset.effective_mems = node_states[N_MEMORY];
3389
3390         register_hotmemory_notifier(&cpuset_track_online_nodes_nb);
3391
3392         cpuset_migrate_mm_wq = alloc_ordered_workqueue("cpuset_migrate_mm", 0);
3393         BUG_ON(!cpuset_migrate_mm_wq);
3394 }
3395
3396 /**
3397  * cpuset_cpus_allowed - return cpus_allowed mask from a tasks cpuset.
3398  * @tsk: pointer to task_struct from which to obtain cpuset->cpus_allowed.
3399  * @pmask: pointer to struct cpumask variable to receive cpus_allowed set.
3400  *
3401  * Description: Returns the cpumask_var_t cpus_allowed of the cpuset
3402  * attached to the specified @tsk.  Guaranteed to return some non-empty
3403  * subset of cpu_online_mask, even if this means going outside the
3404  * tasks cpuset.
3405  **/
3406
3407 void cpuset_cpus_allowed(struct task_struct *tsk, struct cpumask *pmask)
3408 {
3409         unsigned long flags;
3410
3411         spin_lock_irqsave(&callback_lock, flags);
3412         rcu_read_lock();
3413         guarantee_online_cpus(task_cs(tsk), pmask);
3414         rcu_read_unlock();
3415         spin_unlock_irqrestore(&callback_lock, flags);
3416 }
3417
3418 /**
3419  * cpuset_cpus_allowed_fallback - final fallback before complete catastrophe.
3420  * @tsk: pointer to task_struct with which the scheduler is struggling
3421  *
3422  * Description: In the case that the scheduler cannot find an allowed cpu in
3423  * tsk->cpus_allowed, we fall back to task_cs(tsk)->cpus_allowed. In legacy
3424  * mode however, this value is the same as task_cs(tsk)->effective_cpus,
3425  * which will not contain a sane cpumask during cases such as cpu hotplugging.
3426  * This is the absolute last resort for the scheduler and it is only used if
3427  * _every_ other avenue has been traveled.
3428  **/
3429
3430 void cpuset_cpus_allowed_fallback(struct task_struct *tsk)
3431 {
3432         rcu_read_lock();
3433         do_set_cpus_allowed(tsk, is_in_v2_mode() ?
3434                 task_cs(tsk)->cpus_allowed : cpu_possible_mask);
3435         rcu_read_unlock();
3436
3437         /*
3438          * We own tsk->cpus_allowed, nobody can change it under us.
3439          *
3440          * But we used cs && cs->cpus_allowed lockless and thus can
3441          * race with cgroup_attach_task() or update_cpumask() and get
3442          * the wrong tsk->cpus_allowed. However, both cases imply the
3443          * subsequent cpuset_change_cpumask()->set_cpus_allowed_ptr()
3444          * which takes task_rq_lock().
3445          *
3446          * If we are called after it dropped the lock we must see all
3447          * changes in tsk_cs()->cpus_allowed. Otherwise we can temporary
3448          * set any mask even if it is not right from task_cs() pov,
3449          * the pending set_cpus_allowed_ptr() will fix things.
3450          *
3451          * select_fallback_rq() will fix things ups and set cpu_possible_mask
3452          * if required.
3453          */
3454 }
3455
3456 void __init cpuset_init_current_mems_allowed(void)
3457 {
3458         nodes_setall(current->mems_allowed);
3459 }
3460
3461 /**
3462  * cpuset_mems_allowed - return mems_allowed mask from a tasks cpuset.
3463  * @tsk: pointer to task_struct from which to obtain cpuset->mems_allowed.
3464  *
3465  * Description: Returns the nodemask_t mems_allowed of the cpuset
3466  * attached to the specified @tsk.  Guaranteed to return some non-empty
3467  * subset of node_states[N_MEMORY], even if this means going outside the
3468  * tasks cpuset.
3469  **/
3470
3471 nodemask_t cpuset_mems_allowed(struct task_struct *tsk)
3472 {
3473         nodemask_t mask;
3474         unsigned long flags;
3475
3476         spin_lock_irqsave(&callback_lock, flags);
3477         rcu_read_lock();
3478         guarantee_online_mems(task_cs(tsk), &mask);
3479         rcu_read_unlock();
3480         spin_unlock_irqrestore(&callback_lock, flags);
3481
3482         return mask;
3483 }
3484
3485 /**
3486  * cpuset_nodemask_valid_mems_allowed - check nodemask vs. curremt mems_allowed
3487  * @nodemask: the nodemask to be checked
3488  *
3489  * Are any of the nodes in the nodemask allowed in current->mems_allowed?
3490  */
3491 int cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(nodemask_t *nodemask)
3492 {
3493         return nodes_intersects(*nodemask, current->mems_allowed);
3494 }
3495
3496 /*
3497  * nearest_hardwall_ancestor() - Returns the nearest mem_exclusive or
3498  * mem_hardwall ancestor to the specified cpuset.  Call holding
3499  * callback_lock.  If no ancestor is mem_exclusive or mem_hardwall
3500  * (an unusual configuration), then returns the root cpuset.
3501  */
3502 static struct cpuset *nearest_hardwall_ancestor(struct cpuset *cs)
3503 {
3504         while (!(is_mem_exclusive(cs) || is_mem_hardwall(cs)) && parent_cs(cs))
3505                 cs = parent_cs(cs);
3506         return cs;
3507 }
3508
3509 /**
3510  * cpuset_node_allowed - Can we allocate on a memory node?
3511  * @node: is this an allowed node?
3512  * @gfp_mask: memory allocation flags
3513  *
3514  * If we're in interrupt, yes, we can always allocate.  If @node is set in
3515  * current's mems_allowed, yes.  If it's not a __GFP_HARDWALL request and this
3516  * node is set in the nearest hardwalled cpuset ancestor to current's cpuset,
3517  * yes.  If current has access to memory reserves as an oom victim, yes.
3518  * Otherwise, no.
3519  *
3520  * GFP_USER allocations are marked with the __GFP_HARDWALL bit,
3521  * and do not allow allocations outside the current tasks cpuset
3522  * unless the task has been OOM killed.
3523  * GFP_KERNEL allocations are not so marked, so can escape to the
3524  * nearest enclosing hardwalled ancestor cpuset.
3525  *
3526  * Scanning up parent cpusets requires callback_lock.  The
3527  * __alloc_pages() routine only calls here with __GFP_HARDWALL bit
3528  * _not_ set if it's a GFP_KERNEL allocation, and all nodes in the
3529  * current tasks mems_allowed came up empty on the first pass over
3530  * the zonelist.  So only GFP_KERNEL allocations, if all nodes in the
3531  * cpuset are short of memory, might require taking the callback_lock.
3532  *
3533  * The first call here from mm/page_alloc:get_page_from_freelist()
3534  * has __GFP_HARDWALL set in gfp_mask, enforcing hardwall cpusets,
3535  * so no allocation on a node outside the cpuset is allowed (unless
3536  * in interrupt, of course).
3537  *
3538  * The second pass through get_page_from_freelist() doesn't even call
3539  * here for GFP_ATOMIC calls.  For those calls, the __alloc_pages()
3540  * variable 'wait' is not set, and the bit ALLOC_CPUSET is not set
3541  * in alloc_flags.  That logic and the checks below have the combined
3542  * affect that:
3543  *      in_interrupt - any node ok (current task context irrelevant)
3544  *      GFP_ATOMIC   - any node ok
3545  *      tsk_is_oom_victim   - any node ok
3546  *      GFP_KERNEL   - any node in enclosing hardwalled cpuset ok
3547  *      GFP_USER     - only nodes in current tasks mems allowed ok.
3548  */
3549 bool __cpuset_node_allowed(int node, gfp_t gfp_mask)
3550 {
3551         struct cpuset *cs;              /* current cpuset ancestors */
3552         int allowed;                    /* is allocation in zone z allowed? */
3553         unsigned long flags;
3554
3555         if (in_interrupt())
3556                 return true;
3557         if (node_isset(node, current->mems_allowed))
3558                 return true;
3559         /*
3560          * Allow tasks that have access to memory reserves because they have
3561          * been OOM killed to get memory anywhere.
3562          */
3563         if (unlikely(tsk_is_oom_victim(current)))
3564                 return true;
3565         if (gfp_mask & __GFP_HARDWALL)  /* If hardwall request, stop here */
3566                 return false;
3567
3568         if (current->flags & PF_EXITING) /* Let dying task have memory */
3569                 return true;
3570
3571         /* Not hardwall and node outside mems_allowed: scan up cpusets */
3572         spin_lock_irqsave(&callback_lock, flags);
3573
3574         rcu_read_lock();
3575         cs = nearest_hardwall_ancestor(task_cs(current));
3576         allowed = node_isset(node, cs->mems_allowed);
3577         rcu_read_unlock();
3578
3579         spin_unlock_irqrestore(&callback_lock, flags);
3580         return allowed;
3581 }
3582
3583 /**
3584  * cpuset_mem_spread_node() - On which node to begin search for a file page
3585  * cpuset_slab_spread_node() - On which node to begin search for a slab page
3586  *
3587  * If a task is marked PF_SPREAD_PAGE or PF_SPREAD_SLAB (as for
3588  * tasks in a cpuset with is_spread_page or is_spread_slab set),
3589  * and if the memory allocation used cpuset_mem_spread_node()
3590  * to determine on which node to start looking, as it will for
3591  * certain page cache or slab cache pages such as used for file
3592  * system buffers and inode caches, then instead of starting on the
3593  * local node to look for a free page, rather spread the starting
3594  * node around the tasks mems_allowed nodes.
3595  *
3596  * We don't have to worry about the returned node being offline
3597  * because "it can't happen", and even if it did, it would be ok.
3598  *
3599  * The routines calling guarantee_online_mems() are careful to
3600  * only set nodes in task->mems_allowed that are online.  So it
3601  * should not be possible for the following code to return an
3602  * offline node.  But if it did, that would be ok, as this routine
3603  * is not returning the node where the allocation must be, only
3604  * the node where the search should start.  The zonelist passed to
3605  * __alloc_pages() will include all nodes.  If the slab allocator
3606  * is passed an offline node, it will fall back to the local node.
3607  * See kmem_cache_alloc_node().
3608  */
3609
3610 static int cpuset_spread_node(int *rotor)
3611 {
3612         return *rotor = next_node_in(*rotor, current->mems_allowed);
3613 }
3614
3615 int cpuset_mem_spread_node(void)
3616 {
3617         if (current->cpuset_mem_spread_rotor == NUMA_NO_NODE)
3618                 current->cpuset_mem_spread_rotor =
3619                         node_random(&current->mems_allowed);
3620
3621         return cpuset_spread_node(&current->cpuset_mem_spread_rotor);
3622 }
3623
3624 int cpuset_slab_spread_node(void)
3625 {
3626         if (current->cpuset_slab_spread_rotor == NUMA_NO_NODE)
3627                 current->cpuset_slab_spread_rotor =
3628                         node_random(&current->mems_allowed);
3629
3630         return cpuset_spread_node(&current->cpuset_slab_spread_rotor);
3631 }
3632
3633 EXPORT_SYMBOL_GPL(cpuset_mem_spread_node);
3634
3635 /**
3636  * cpuset_mems_allowed_intersects - Does @tsk1's mems_allowed intersect @tsk2's?
3637  * @tsk1: pointer to task_struct of some task.
3638  * @tsk2: pointer to task_struct of some other task.
3639  *
3640  * Description: Return true if @tsk1's mems_allowed intersects the
3641  * mems_allowed of @tsk2.  Used by the OOM killer to determine if
3642  * one of the task's memory usage might impact the memory available
3643  * to the other.
3644  **/
3645
3646 int cpuset_mems_allowed_intersects(const struct task_struct *tsk1,
3647                                    const struct task_struct *tsk2)
3648 {
3649         return nodes_intersects(tsk1->mems_allowed, tsk2->mems_allowed);
3650 }
3651
3652 /**
3653  * cpuset_print_current_mems_allowed - prints current's cpuset and mems_allowed
3654  *
3655  * Description: Prints current's name, cpuset name, and cached copy of its
3656  * mems_allowed to the kernel log.
3657  */
3658 void cpuset_print_current_mems_allowed(void)
3659 {
3660         struct cgroup *cgrp;
3661
3662         rcu_read_lock();
3663
3664         cgrp = task_cs(current)->css.cgroup;
3665         pr_cont(",cpuset=");
3666         pr_cont_cgroup_name(cgrp);
3667         pr_cont(",mems_allowed=%*pbl",
3668                 nodemask_pr_args(&current->mems_allowed));
3669
3670         rcu_read_unlock();
3671 }
3672
3673 /*
3674  * Collection of memory_pressure is suppressed unless
3675  * this flag is enabled by writing "1" to the special
3676  * cpuset file 'memory_pressure_enabled' in the root cpuset.
3677  */
3678
3679 int cpuset_memory_pressure_enabled __read_mostly;
3680
3681 /**
3682  * cpuset_memory_pressure_bump - keep stats of per-cpuset reclaims.
3683  *
3684  * Keep a running average of the rate of synchronous (direct)
3685  * page reclaim efforts initiated by tasks in each cpuset.
3686  *
3687  * This represents the rate at which some task in the cpuset
3688  * ran low on memory on all nodes it was allowed to use, and
3689  * had to enter the kernels page reclaim code in an effort to
3690  * create more free memory by tossing clean pages or swapping
3691  * or writing dirty pages.
3692  *
3693  * Display to user space in the per-cpuset read-only file
3694  * "memory_pressure".  Value displayed is an integer
3695  * representing the recent rate of entry into the synchronous
3696  * (direct) page reclaim by any task attached to the cpuset.
3697  **/
3698
3699 void __cpuset_memory_pressure_bump(void)
3700 {
3701         rcu_read_lock();
3702         fmeter_markevent(&task_cs(current)->fmeter);
3703         rcu_read_unlock();
3704 }
3705
3706 #ifdef CONFIG_PROC_PID_CPUSET
3707 /*
3708  * proc_cpuset_show()
3709  *  - Print tasks cpuset path into seq_file.
3710  *  - Used for /proc/<pid>/cpuset.
3711  *  - No need to task_lock(tsk) on this tsk->cpuset reference, as it
3712  *    doesn't really matter if tsk->cpuset changes after we read it,
3713  *    and we take cpuset_mutex, keeping cpuset_attach() from changing it
3714  *    anyway.
3715  */
3716 int proc_cpuset_show(struct seq_file *m, struct pid_namespace *ns,
3717                      struct pid *pid, struct task_struct *tsk)
3718 {
3719         char *buf;
3720         struct cgroup_subsys_state *css;
3721         int retval;
3722
3723         retval = -ENOMEM;
3724         buf = kmalloc(PATH_MAX, GFP_KERNEL);
3725         if (!buf)
3726                 goto out;
3727
3728         css = task_get_css(tsk, cpuset_cgrp_id);
3729         retval = cgroup_path_ns(css->cgroup, buf, PATH_MAX,
3730                                 current->nsproxy->cgroup_ns);
3731         css_put(css);
3732         if (retval >= PATH_MAX)
3733                 retval = -ENAMETOOLONG;
3734         if (retval < 0)
3735                 goto out_free;
3736         seq_puts(m, buf);
3737         seq_putc(m, '\n');
3738         retval = 0;
3739 out_free:
3740         kfree(buf);
3741 out:
3742         return retval;
3743 }
3744 #endif /* CONFIG_PROC_PID_CPUSET */
3745
3746 /* Display task mems_allowed in /proc/<pid>/status file. */
3747 void cpuset_task_status_allowed(struct seq_file *m, struct task_struct *task)
3748 {
3749         seq_printf(m, "Mems_allowed:\t%*pb\n",
3750                    nodemask_pr_args(&task->mems_allowed));
3751         seq_printf(m, "Mems_allowed_list:\t%*pbl\n",
3752                    nodemask_pr_args(&task->mems_allowed));
3753 }