GNU Linux-libre 5.4.257-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 /*
167  * Partition root states:
168  *
169  *   0 - not a partition root
170  *
171  *   1 - partition root
172  *
173  *  -1 - invalid partition root
174  *       None of the cpus in cpus_allowed can be put into the parent's
175  *       subparts_cpus. In this case, the cpuset is not a real partition
176  *       root anymore.  However, the CPU_EXCLUSIVE bit will still be set
177  *       and the cpuset can be restored back to a partition root if the
178  *       parent cpuset can give more CPUs back to this child cpuset.
179  */
180 #define PRS_DISABLED            0
181 #define PRS_ENABLED             1
182 #define PRS_ERROR               -1
183
184 /*
185  * Temporary cpumasks for working with partitions that are passed among
186  * functions to avoid memory allocation in inner functions.
187  */
188 struct tmpmasks {
189         cpumask_var_t addmask, delmask; /* For partition root */
190         cpumask_var_t new_cpus;         /* For update_cpumasks_hier() */
191 };
192
193 static inline struct cpuset *css_cs(struct cgroup_subsys_state *css)
194 {
195         return css ? container_of(css, struct cpuset, css) : NULL;
196 }
197
198 /* Retrieve the cpuset for a task */
199 static inline struct cpuset *task_cs(struct task_struct *task)
200 {
201         return css_cs(task_css(task, cpuset_cgrp_id));
202 }
203
204 static inline struct cpuset *parent_cs(struct cpuset *cs)
205 {
206         return css_cs(cs->css.parent);
207 }
208
209 /* bits in struct cpuset flags field */
210 typedef enum {
211         CS_ONLINE,
212         CS_CPU_EXCLUSIVE,
213         CS_MEM_EXCLUSIVE,
214         CS_MEM_HARDWALL,
215         CS_MEMORY_MIGRATE,
216         CS_SCHED_LOAD_BALANCE,
217         CS_SPREAD_PAGE,
218         CS_SPREAD_SLAB,
219 } cpuset_flagbits_t;
220
221 /* convenient tests for these bits */
222 static inline bool is_cpuset_online(struct cpuset *cs)
223 {
224         return test_bit(CS_ONLINE, &cs->flags) && !css_is_dying(&cs->css);
225 }
226
227 static inline int is_cpu_exclusive(const struct cpuset *cs)
228 {
229         return test_bit(CS_CPU_EXCLUSIVE, &cs->flags);
230 }
231
232 static inline int is_mem_exclusive(const struct cpuset *cs)
233 {
234         return test_bit(CS_MEM_EXCLUSIVE, &cs->flags);
235 }
236
237 static inline int is_mem_hardwall(const struct cpuset *cs)
238 {
239         return test_bit(CS_MEM_HARDWALL, &cs->flags);
240 }
241
242 static inline int is_sched_load_balance(const struct cpuset *cs)
243 {
244         return test_bit(CS_SCHED_LOAD_BALANCE, &cs->flags);
245 }
246
247 static inline int is_memory_migrate(const struct cpuset *cs)
248 {
249         return test_bit(CS_MEMORY_MIGRATE, &cs->flags);
250 }
251
252 static inline int is_spread_page(const struct cpuset *cs)
253 {
254         return test_bit(CS_SPREAD_PAGE, &cs->flags);
255 }
256
257 static inline int is_spread_slab(const struct cpuset *cs)
258 {
259         return test_bit(CS_SPREAD_SLAB, &cs->flags);
260 }
261
262 static inline int is_partition_root(const struct cpuset *cs)
263 {
264         return cs->partition_root_state > 0;
265 }
266
267 static struct cpuset top_cpuset = {
268         .flags = ((1 << CS_ONLINE) | (1 << CS_CPU_EXCLUSIVE) |
269                   (1 << CS_MEM_EXCLUSIVE)),
270         .partition_root_state = PRS_ENABLED,
271 };
272
273 /**
274  * cpuset_for_each_child - traverse online children of a cpuset
275  * @child_cs: loop cursor pointing to the current child
276  * @pos_css: used for iteration
277  * @parent_cs: target cpuset to walk children of
278  *
279  * Walk @child_cs through the online children of @parent_cs.  Must be used
280  * with RCU read locked.
281  */
282 #define cpuset_for_each_child(child_cs, pos_css, parent_cs)             \
283         css_for_each_child((pos_css), &(parent_cs)->css)                \
284                 if (is_cpuset_online(((child_cs) = css_cs((pos_css)))))
285
286 /**
287  * cpuset_for_each_descendant_pre - pre-order walk of a cpuset's descendants
288  * @des_cs: loop cursor pointing to the current descendant
289  * @pos_css: used for iteration
290  * @root_cs: target cpuset to walk ancestor of
291  *
292  * Walk @des_cs through the online descendants of @root_cs.  Must be used
293  * with RCU read locked.  The caller may modify @pos_css by calling
294  * css_rightmost_descendant() to skip subtree.  @root_cs is included in the
295  * iteration and the first node to be visited.
296  */
297 #define cpuset_for_each_descendant_pre(des_cs, pos_css, root_cs)        \
298         css_for_each_descendant_pre((pos_css), &(root_cs)->css)         \
299                 if (is_cpuset_online(((des_cs) = css_cs((pos_css)))))
300
301 /*
302  * There are two global locks guarding cpuset structures - cpuset_mutex and
303  * callback_lock. We also require taking task_lock() when dereferencing a
304  * task's cpuset pointer. See "The task_lock() exception", at the end of this
305  * comment.
306  *
307  * A task must hold both locks to modify cpusets.  If a task holds
308  * cpuset_mutex, then it blocks others wanting that mutex, ensuring that it
309  * is the only task able to also acquire callback_lock and be able to
310  * modify cpusets.  It can perform various checks on the cpuset structure
311  * first, knowing nothing will change.  It can also allocate memory while
312  * just holding cpuset_mutex.  While it is performing these checks, various
313  * callback routines can briefly acquire callback_lock to query cpusets.
314  * Once it is ready to make the changes, it takes callback_lock, blocking
315  * everyone else.
316  *
317  * Calls to the kernel memory allocator can not be made while holding
318  * callback_lock, as that would risk double tripping on callback_lock
319  * from one of the callbacks into the cpuset code from within
320  * __alloc_pages().
321  *
322  * If a task is only holding callback_lock, then it has read-only
323  * access to cpusets.
324  *
325  * Now, the task_struct fields mems_allowed and mempolicy may be changed
326  * by other task, we use alloc_lock in the task_struct fields to protect
327  * them.
328  *
329  * The cpuset_common_file_read() handlers only hold callback_lock across
330  * small pieces of code, such as when reading out possibly multi-word
331  * cpumasks and nodemasks.
332  *
333  * Accessing a task's cpuset should be done in accordance with the
334  * guidelines for accessing subsystem state in kernel/cgroup.c
335  */
336
337 DEFINE_STATIC_PERCPU_RWSEM(cpuset_rwsem);
338
339 void cpuset_read_lock(void)
340 {
341         percpu_down_read(&cpuset_rwsem);
342 }
343
344 void cpuset_read_unlock(void)
345 {
346         percpu_up_read(&cpuset_rwsem);
347 }
348
349 static DEFINE_SPINLOCK(callback_lock);
350
351 static struct workqueue_struct *cpuset_migrate_mm_wq;
352
353 /*
354  * CPU / memory hotplug is handled asynchronously.
355  */
356 static void cpuset_hotplug_workfn(struct work_struct *work);
357 static DECLARE_WORK(cpuset_hotplug_work, cpuset_hotplug_workfn);
358
359 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(cpuset_attach_wq);
360
361 /*
362  * Cgroup v2 behavior is used when on default hierarchy or the
363  * cgroup_v2_mode flag is set.
364  */
365 static inline bool is_in_v2_mode(void)
366 {
367         return cgroup_subsys_on_dfl(cpuset_cgrp_subsys) ||
368               (cpuset_cgrp_subsys.root->flags & CGRP_ROOT_CPUSET_V2_MODE);
369 }
370
371 /*
372  * Return in pmask the portion of a cpusets's cpus_allowed that
373  * are online.  If none are online, walk up the cpuset hierarchy
374  * until we find one that does have some online cpus.
375  *
376  * One way or another, we guarantee to return some non-empty subset
377  * of cpu_online_mask.
378  *
379  * Call with callback_lock or cpuset_mutex held.
380  */
381 static void guarantee_online_cpus(struct cpuset *cs, struct cpumask *pmask)
382 {
383         while (!cpumask_intersects(cs->effective_cpus, cpu_online_mask)) {
384                 cs = parent_cs(cs);
385                 if (unlikely(!cs)) {
386                         /*
387                          * The top cpuset doesn't have any online cpu as a
388                          * consequence of a race between cpuset_hotplug_work
389                          * and cpu hotplug notifier.  But we know the top
390                          * cpuset's effective_cpus is on its way to to be
391                          * identical to cpu_online_mask.
392                          */
393                         cpumask_copy(pmask, cpu_online_mask);
394                         return;
395                 }
396         }
397         cpumask_and(pmask, cs->effective_cpus, cpu_online_mask);
398 }
399
400 /*
401  * Return in *pmask the portion of a cpusets's mems_allowed that
402  * are online, with memory.  If none are online with memory, walk
403  * up the cpuset hierarchy until we find one that does have some
404  * online mems.  The top cpuset always has some mems online.
405  *
406  * One way or another, we guarantee to return some non-empty subset
407  * of node_states[N_MEMORY].
408  *
409  * Call with callback_lock or cpuset_mutex held.
410  */
411 static void guarantee_online_mems(struct cpuset *cs, nodemask_t *pmask)
412 {
413         while (!nodes_intersects(cs->effective_mems, node_states[N_MEMORY]))
414                 cs = parent_cs(cs);
415         nodes_and(*pmask, cs->effective_mems, node_states[N_MEMORY]);
416 }
417
418 /*
419  * update task's spread flag if cpuset's page/slab spread flag is set
420  *
421  * Call with callback_lock or cpuset_mutex held.
422  */
423 static void cpuset_update_task_spread_flag(struct cpuset *cs,
424                                         struct task_struct *tsk)
425 {
426         if (is_spread_page(cs))
427                 task_set_spread_page(tsk);
428         else
429                 task_clear_spread_page(tsk);
430
431         if (is_spread_slab(cs))
432                 task_set_spread_slab(tsk);
433         else
434                 task_clear_spread_slab(tsk);
435 }
436
437 /*
438  * is_cpuset_subset(p, q) - Is cpuset p a subset of cpuset q?
439  *
440  * One cpuset is a subset of another if all its allowed CPUs and
441  * Memory Nodes are a subset of the other, and its exclusive flags
442  * are only set if the other's are set.  Call holding cpuset_mutex.
443  */
444
445 static int is_cpuset_subset(const struct cpuset *p, const struct cpuset *q)
446 {
447         return  cpumask_subset(p->cpus_allowed, q->cpus_allowed) &&
448                 nodes_subset(p->mems_allowed, q->mems_allowed) &&
449                 is_cpu_exclusive(p) <= is_cpu_exclusive(q) &&
450                 is_mem_exclusive(p) <= is_mem_exclusive(q);
451 }
452
453 /**
454  * alloc_cpumasks - allocate three cpumasks for cpuset
455  * @cs:  the cpuset that have cpumasks to be allocated.
456  * @tmp: the tmpmasks structure pointer
457  * Return: 0 if successful, -ENOMEM otherwise.
458  *
459  * Only one of the two input arguments should be non-NULL.
460  */
461 static inline int alloc_cpumasks(struct cpuset *cs, struct tmpmasks *tmp)
462 {
463         cpumask_var_t *pmask1, *pmask2, *pmask3;
464
465         if (cs) {
466                 pmask1 = &cs->cpus_allowed;
467                 pmask2 = &cs->effective_cpus;
468                 pmask3 = &cs->subparts_cpus;
469         } else {
470                 pmask1 = &tmp->new_cpus;
471                 pmask2 = &tmp->addmask;
472                 pmask3 = &tmp->delmask;
473         }
474
475         if (!zalloc_cpumask_var(pmask1, GFP_KERNEL))
476                 return -ENOMEM;
477
478         if (!zalloc_cpumask_var(pmask2, GFP_KERNEL))
479                 goto free_one;
480
481         if (!zalloc_cpumask_var(pmask3, GFP_KERNEL))
482                 goto free_two;
483
484         return 0;
485
486 free_two:
487         free_cpumask_var(*pmask2);
488 free_one:
489         free_cpumask_var(*pmask1);
490         return -ENOMEM;
491 }
492
493 /**
494  * free_cpumasks - free cpumasks in a tmpmasks structure
495  * @cs:  the cpuset that have cpumasks to be free.
496  * @tmp: the tmpmasks structure pointer
497  */
498 static inline void free_cpumasks(struct cpuset *cs, struct tmpmasks *tmp)
499 {
500         if (cs) {
501                 free_cpumask_var(cs->cpus_allowed);
502                 free_cpumask_var(cs->effective_cpus);
503                 free_cpumask_var(cs->subparts_cpus);
504         }
505         if (tmp) {
506                 free_cpumask_var(tmp->new_cpus);
507                 free_cpumask_var(tmp->addmask);
508                 free_cpumask_var(tmp->delmask);
509         }
510 }
511
512 /**
513  * alloc_trial_cpuset - allocate a trial cpuset
514  * @cs: the cpuset that the trial cpuset duplicates
515  */
516 static struct cpuset *alloc_trial_cpuset(struct cpuset *cs)
517 {
518         struct cpuset *trial;
519
520         trial = kmemdup(cs, sizeof(*cs), GFP_KERNEL);
521         if (!trial)
522                 return NULL;
523
524         if (alloc_cpumasks(trial, NULL)) {
525                 kfree(trial);
526                 return NULL;
527         }
528
529         cpumask_copy(trial->cpus_allowed, cs->cpus_allowed);
530         cpumask_copy(trial->effective_cpus, cs->effective_cpus);
531         return trial;
532 }
533
534 /**
535  * free_cpuset - free the cpuset
536  * @cs: the cpuset to be freed
537  */
538 static inline void free_cpuset(struct cpuset *cs)
539 {
540         free_cpumasks(cs, NULL);
541         kfree(cs);
542 }
543
544 /*
545  * validate_change() - Used to validate that any proposed cpuset change
546  *                     follows the structural rules for cpusets.
547  *
548  * If we replaced the flag and mask values of the current cpuset
549  * (cur) with those values in the trial cpuset (trial), would
550  * our various subset and exclusive rules still be valid?  Presumes
551  * cpuset_mutex held.
552  *
553  * 'cur' is the address of an actual, in-use cpuset.  Operations
554  * such as list traversal that depend on the actual address of the
555  * cpuset in the list must use cur below, not trial.
556  *
557  * 'trial' is the address of bulk structure copy of cur, with
558  * perhaps one or more of the fields cpus_allowed, mems_allowed,
559  * or flags changed to new, trial values.
560  *
561  * Return 0 if valid, -errno if not.
562  */
563
564 static int validate_change(struct cpuset *cur, struct cpuset *trial)
565 {
566         struct cgroup_subsys_state *css;
567         struct cpuset *c, *par;
568         int ret;
569
570         rcu_read_lock();
571
572         /* Each of our child cpusets must be a subset of us */
573         ret = -EBUSY;
574         cpuset_for_each_child(c, css, cur)
575                 if (!is_cpuset_subset(c, trial))
576                         goto out;
577
578         /* Remaining checks don't apply to root cpuset */
579         ret = 0;
580         if (cur == &top_cpuset)
581                 goto out;
582
583         par = parent_cs(cur);
584
585         /* On legacy hiearchy, we must be a subset of our parent cpuset. */
586         ret = -EACCES;
587         if (!is_in_v2_mode() && !is_cpuset_subset(trial, par))
588                 goto out;
589
590         /*
591          * If either I or some sibling (!= me) is exclusive, we can't
592          * overlap
593          */
594         ret = -EINVAL;
595         cpuset_for_each_child(c, css, par) {
596                 if ((is_cpu_exclusive(trial) || is_cpu_exclusive(c)) &&
597                     c != cur &&
598                     cpumask_intersects(trial->cpus_allowed, c->cpus_allowed))
599                         goto out;
600                 if ((is_mem_exclusive(trial) || is_mem_exclusive(c)) &&
601                     c != cur &&
602                     nodes_intersects(trial->mems_allowed, c->mems_allowed))
603                         goto out;
604         }
605
606         /*
607          * Cpusets with tasks - existing or newly being attached - can't
608          * be changed to have empty cpus_allowed or mems_allowed.
609          */
610         ret = -ENOSPC;
611         if ((cgroup_is_populated(cur->css.cgroup) || cur->attach_in_progress)) {
612                 if (!cpumask_empty(cur->cpus_allowed) &&
613                     cpumask_empty(trial->cpus_allowed))
614                         goto out;
615                 if (!nodes_empty(cur->mems_allowed) &&
616                     nodes_empty(trial->mems_allowed))
617                         goto out;
618         }
619
620         /*
621          * We can't shrink if we won't have enough room for SCHED_DEADLINE
622          * tasks.
623          */
624         ret = -EBUSY;
625         if (is_cpu_exclusive(cur) &&
626             !cpuset_cpumask_can_shrink(cur->cpus_allowed,
627                                        trial->cpus_allowed))
628                 goto out;
629
630         ret = 0;
631 out:
632         rcu_read_unlock();
633         return ret;
634 }
635
636 #ifdef CONFIG_SMP
637 /*
638  * Helper routine for generate_sched_domains().
639  * Do cpusets a, b have overlapping effective cpus_allowed masks?
640  */
641 static int cpusets_overlap(struct cpuset *a, struct cpuset *b)
642 {
643         return cpumask_intersects(a->effective_cpus, b->effective_cpus);
644 }
645
646 static void
647 update_domain_attr(struct sched_domain_attr *dattr, struct cpuset *c)
648 {
649         if (dattr->relax_domain_level < c->relax_domain_level)
650                 dattr->relax_domain_level = c->relax_domain_level;
651         return;
652 }
653
654 static void update_domain_attr_tree(struct sched_domain_attr *dattr,
655                                     struct cpuset *root_cs)
656 {
657         struct cpuset *cp;
658         struct cgroup_subsys_state *pos_css;
659
660         rcu_read_lock();
661         cpuset_for_each_descendant_pre(cp, pos_css, root_cs) {
662                 /* skip the whole subtree if @cp doesn't have any CPU */
663                 if (cpumask_empty(cp->cpus_allowed)) {
664                         pos_css = css_rightmost_descendant(pos_css);
665                         continue;
666                 }
667
668                 if (is_sched_load_balance(cp))
669                         update_domain_attr(dattr, cp);
670         }
671         rcu_read_unlock();
672 }
673
674 /* Must be called with cpuset_mutex held.  */
675 static inline int nr_cpusets(void)
676 {
677         /* jump label reference count + the top-level cpuset */
678         return static_key_count(&cpusets_enabled_key.key) + 1;
679 }
680
681 /*
682  * generate_sched_domains()
683  *
684  * This function builds a partial partition of the systems CPUs
685  * A 'partial partition' is a set of non-overlapping subsets whose
686  * union is a subset of that set.
687  * The output of this function needs to be passed to kernel/sched/core.c
688  * partition_sched_domains() routine, which will rebuild the scheduler's
689  * load balancing domains (sched domains) as specified by that partial
690  * partition.
691  *
692  * See "What is sched_load_balance" in Documentation/admin-guide/cgroup-v1/cpusets.rst
693  * for a background explanation of this.
694  *
695  * Does not return errors, on the theory that the callers of this
696  * routine would rather not worry about failures to rebuild sched
697  * domains when operating in the severe memory shortage situations
698  * that could cause allocation failures below.
699  *
700  * Must be called with cpuset_mutex held.
701  *
702  * The three key local variables below are:
703  *    cp - cpuset pointer, used (together with pos_css) to perform a
704  *         top-down scan of all cpusets. For our purposes, rebuilding
705  *         the schedulers sched domains, we can ignore !is_sched_load_
706  *         balance cpusets.
707  *  csa  - (for CpuSet Array) Array of pointers to all the cpusets
708  *         that need to be load balanced, for convenient iterative
709  *         access by the subsequent code that finds the best partition,
710  *         i.e the set of domains (subsets) of CPUs such that the
711  *         cpus_allowed of every cpuset marked is_sched_load_balance
712  *         is a subset of one of these domains, while there are as
713  *         many such domains as possible, each as small as possible.
714  * doms  - Conversion of 'csa' to an array of cpumasks, for passing to
715  *         the kernel/sched/core.c routine partition_sched_domains() in a
716  *         convenient format, that can be easily compared to the prior
717  *         value to determine what partition elements (sched domains)
718  *         were changed (added or removed.)
719  *
720  * Finding the best partition (set of domains):
721  *      The triple nested loops below over i, j, k scan over the
722  *      load balanced cpusets (using the array of cpuset pointers in
723  *      csa[]) looking for pairs of cpusets that have overlapping
724  *      cpus_allowed, but which don't have the same 'pn' partition
725  *      number and gives them in the same partition number.  It keeps
726  *      looping on the 'restart' label until it can no longer find
727  *      any such pairs.
728  *
729  *      The union of the cpus_allowed masks from the set of
730  *      all cpusets having the same 'pn' value then form the one
731  *      element of the partition (one sched domain) to be passed to
732  *      partition_sched_domains().
733  */
734 static int generate_sched_domains(cpumask_var_t **domains,
735                         struct sched_domain_attr **attributes)
736 {
737         struct cpuset *cp;      /* top-down scan of cpusets */
738         struct cpuset **csa;    /* array of all cpuset ptrs */
739         int csn;                /* how many cpuset ptrs in csa so far */
740         int i, j, k;            /* indices for partition finding loops */
741         cpumask_var_t *doms;    /* resulting partition; i.e. sched domains */
742         struct sched_domain_attr *dattr;  /* attributes for custom domains */
743         int ndoms = 0;          /* number of sched domains in result */
744         int nslot;              /* next empty doms[] struct cpumask slot */
745         struct cgroup_subsys_state *pos_css;
746         bool root_load_balance = is_sched_load_balance(&top_cpuset);
747
748         doms = NULL;
749         dattr = NULL;
750         csa = NULL;
751
752         /* Special case for the 99% of systems with one, full, sched domain */
753         if (root_load_balance && !top_cpuset.nr_subparts_cpus) {
754                 ndoms = 1;
755                 doms = alloc_sched_domains(ndoms);
756                 if (!doms)
757                         goto done;
758
759                 dattr = kmalloc(sizeof(struct sched_domain_attr), GFP_KERNEL);
760                 if (dattr) {
761                         *dattr = SD_ATTR_INIT;
762                         update_domain_attr_tree(dattr, &top_cpuset);
763                 }
764                 cpumask_and(doms[0], top_cpuset.effective_cpus,
765                             housekeeping_cpumask(HK_FLAG_DOMAIN));
766
767                 goto done;
768         }
769
770         csa = kmalloc_array(nr_cpusets(), sizeof(cp), GFP_KERNEL);
771         if (!csa)
772                 goto done;
773         csn = 0;
774
775         rcu_read_lock();
776         if (root_load_balance)
777                 csa[csn++] = &top_cpuset;
778         cpuset_for_each_descendant_pre(cp, pos_css, &top_cpuset) {
779                 if (cp == &top_cpuset)
780                         continue;
781                 /*
782                  * Continue traversing beyond @cp iff @cp has some CPUs and
783                  * isn't load balancing.  The former is obvious.  The
784                  * latter: All child cpusets contain a subset of the
785                  * parent's cpus, so just skip them, and then we call
786                  * update_domain_attr_tree() to calc relax_domain_level of
787                  * the corresponding sched domain.
788                  *
789                  * If root is load-balancing, we can skip @cp if it
790                  * is a subset of the root's effective_cpus.
791                  */
792                 if (!cpumask_empty(cp->cpus_allowed) &&
793                     !(is_sched_load_balance(cp) &&
794                       cpumask_intersects(cp->cpus_allowed,
795                                          housekeeping_cpumask(HK_FLAG_DOMAIN))))
796                         continue;
797
798                 if (root_load_balance &&
799                     cpumask_subset(cp->cpus_allowed, top_cpuset.effective_cpus))
800                         continue;
801
802                 if (is_sched_load_balance(cp) &&
803                     !cpumask_empty(cp->effective_cpus))
804                         csa[csn++] = cp;
805
806                 /* skip @cp's subtree if not a partition root */
807                 if (!is_partition_root(cp))
808                         pos_css = css_rightmost_descendant(pos_css);
809         }
810         rcu_read_unlock();
811
812         for (i = 0; i < csn; i++)
813                 csa[i]->pn = i;
814         ndoms = csn;
815
816 restart:
817         /* Find the best partition (set of sched domains) */
818         for (i = 0; i < csn; i++) {
819                 struct cpuset *a = csa[i];
820                 int apn = a->pn;
821
822                 for (j = 0; j < csn; j++) {
823                         struct cpuset *b = csa[j];
824                         int bpn = b->pn;
825
826                         if (apn != bpn && cpusets_overlap(a, b)) {
827                                 for (k = 0; k < csn; k++) {
828                                         struct cpuset *c = csa[k];
829
830                                         if (c->pn == bpn)
831                                                 c->pn = apn;
832                                 }
833                                 ndoms--;        /* one less element */
834                                 goto restart;
835                         }
836                 }
837         }
838
839         /*
840          * Now we know how many domains to create.
841          * Convert <csn, csa> to <ndoms, doms> and populate cpu masks.
842          */
843         doms = alloc_sched_domains(ndoms);
844         if (!doms)
845                 goto done;
846
847         /*
848          * The rest of the code, including the scheduler, can deal with
849          * dattr==NULL case. No need to abort if alloc fails.
850          */
851         dattr = kmalloc_array(ndoms, sizeof(struct sched_domain_attr),
852                               GFP_KERNEL);
853
854         for (nslot = 0, i = 0; i < csn; i++) {
855                 struct cpuset *a = csa[i];
856                 struct cpumask *dp;
857                 int apn = a->pn;
858
859                 if (apn < 0) {
860                         /* Skip completed partitions */
861                         continue;
862                 }
863
864                 dp = doms[nslot];
865
866                 if (nslot == ndoms) {
867                         static int warnings = 10;
868                         if (warnings) {
869                                 pr_warn("rebuild_sched_domains confused: nslot %d, ndoms %d, csn %d, i %d, apn %d\n",
870                                         nslot, ndoms, csn, i, apn);
871                                 warnings--;
872                         }
873                         continue;
874                 }
875
876                 cpumask_clear(dp);
877                 if (dattr)
878                         *(dattr + nslot) = SD_ATTR_INIT;
879                 for (j = i; j < csn; j++) {
880                         struct cpuset *b = csa[j];
881
882                         if (apn == b->pn) {
883                                 cpumask_or(dp, dp, b->effective_cpus);
884                                 cpumask_and(dp, dp, housekeeping_cpumask(HK_FLAG_DOMAIN));
885                                 if (dattr)
886                                         update_domain_attr_tree(dattr + nslot, b);
887
888                                 /* Done with this partition */
889                                 b->pn = -1;
890                         }
891                 }
892                 nslot++;
893         }
894         BUG_ON(nslot != ndoms);
895
896 done:
897         kfree(csa);
898
899         /*
900          * Fallback to the default domain if kmalloc() failed.
901          * See comments in partition_sched_domains().
902          */
903         if (doms == NULL)
904                 ndoms = 1;
905
906         *domains    = doms;
907         *attributes = dattr;
908         return ndoms;
909 }
910
911 static void update_tasks_root_domain(struct cpuset *cs)
912 {
913         struct css_task_iter it;
914         struct task_struct *task;
915
916         css_task_iter_start(&cs->css, 0, &it);
917
918         while ((task = css_task_iter_next(&it)))
919                 dl_add_task_root_domain(task);
920
921         css_task_iter_end(&it);
922 }
923
924 static void rebuild_root_domains(void)
925 {
926         struct cpuset *cs = NULL;
927         struct cgroup_subsys_state *pos_css;
928
929         percpu_rwsem_assert_held(&cpuset_rwsem);
930         lockdep_assert_cpus_held();
931         lockdep_assert_held(&sched_domains_mutex);
932
933         cgroup_enable_task_cg_lists();
934
935         rcu_read_lock();
936
937         /*
938          * Clear default root domain DL accounting, it will be computed again
939          * if a task belongs to it.
940          */
941         dl_clear_root_domain(&def_root_domain);
942
943         cpuset_for_each_descendant_pre(cs, pos_css, &top_cpuset) {
944
945                 if (cpumask_empty(cs->effective_cpus)) {
946                         pos_css = css_rightmost_descendant(pos_css);
947                         continue;
948                 }
949
950                 css_get(&cs->css);
951
952                 rcu_read_unlock();
953
954                 update_tasks_root_domain(cs);
955
956                 rcu_read_lock();
957                 css_put(&cs->css);
958         }
959         rcu_read_unlock();
960 }
961
962 static void
963 partition_and_rebuild_sched_domains(int ndoms_new, cpumask_var_t doms_new[],
964                                     struct sched_domain_attr *dattr_new)
965 {
966         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
967         partition_sched_domains_locked(ndoms_new, doms_new, dattr_new);
968         rebuild_root_domains();
969         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
970 }
971
972 /*
973  * Rebuild scheduler domains.
974  *
975  * If the flag 'sched_load_balance' of any cpuset with non-empty
976  * 'cpus' changes, or if the 'cpus' allowed changes in any cpuset
977  * which has that flag enabled, or if any cpuset with a non-empty
978  * 'cpus' is removed, then call this routine to rebuild the
979  * scheduler's dynamic sched domains.
980  *
981  * Call with cpuset_mutex held.  Takes get_online_cpus().
982  */
983 static void rebuild_sched_domains_locked(void)
984 {
985         struct cgroup_subsys_state *pos_css;
986         struct sched_domain_attr *attr;
987         cpumask_var_t *doms;
988         struct cpuset *cs;
989         int ndoms;
990
991         lockdep_assert_cpus_held();
992         percpu_rwsem_assert_held(&cpuset_rwsem);
993
994         /*
995          * If we have raced with CPU hotplug, return early to avoid
996          * passing doms with offlined cpu to partition_sched_domains().
997          * Anyways, cpuset_hotplug_workfn() will rebuild sched domains.
998          *
999          * With no CPUs in any subpartitions, top_cpuset's effective CPUs
1000          * should be the same as the active CPUs, so checking only top_cpuset
1001          * is enough to detect racing CPU offlines.
1002          */
1003         if (!top_cpuset.nr_subparts_cpus &&
1004             !cpumask_equal(top_cpuset.effective_cpus, cpu_active_mask))
1005                 return;
1006
1007         /*
1008          * With subpartition CPUs, however, the effective CPUs of a partition
1009          * root should be only a subset of the active CPUs.  Since a CPU in any
1010          * partition root could be offlined, all must be checked.
1011          */
1012         if (top_cpuset.nr_subparts_cpus) {
1013                 rcu_read_lock();
1014                 cpuset_for_each_descendant_pre(cs, pos_css, &top_cpuset) {
1015                         if (!is_partition_root(cs)) {
1016                                 pos_css = css_rightmost_descendant(pos_css);
1017                                 continue;
1018                         }
1019                         if (!cpumask_subset(cs->effective_cpus,
1020                                             cpu_active_mask)) {
1021                                 rcu_read_unlock();
1022                                 return;
1023                         }
1024                 }
1025                 rcu_read_unlock();
1026         }
1027
1028         /* Generate domain masks and attrs */
1029         ndoms = generate_sched_domains(&doms, &attr);
1030
1031         /* Have scheduler rebuild the domains */
1032         partition_and_rebuild_sched_domains(ndoms, doms, attr);
1033 }
1034 #else /* !CONFIG_SMP */
1035 static void rebuild_sched_domains_locked(void)
1036 {
1037 }
1038 #endif /* CONFIG_SMP */
1039
1040 void rebuild_sched_domains(void)
1041 {
1042         get_online_cpus();
1043         percpu_down_write(&cpuset_rwsem);
1044         rebuild_sched_domains_locked();
1045         percpu_up_write(&cpuset_rwsem);
1046         put_online_cpus();
1047 }
1048
1049 /**
1050  * update_tasks_cpumask - Update the cpumasks of tasks in the cpuset.
1051  * @cs: the cpuset in which each task's cpus_allowed mask needs to be changed
1052  *
1053  * Iterate through each task of @cs updating its cpus_allowed to the
1054  * effective cpuset's.  As this function is called with cpuset_mutex held,
1055  * cpuset membership stays stable.
1056  */
1057 static void update_tasks_cpumask(struct cpuset *cs)
1058 {
1059         struct css_task_iter it;
1060         struct task_struct *task;
1061         bool top_cs = cs == &top_cpuset;
1062
1063         css_task_iter_start(&cs->css, 0, &it);
1064         while ((task = css_task_iter_next(&it))) {
1065                 /*
1066                  * Percpu kthreads in top_cpuset are ignored
1067                  */
1068                 if (top_cs && (task->flags & PF_KTHREAD) &&
1069                     kthread_is_per_cpu(task))
1070                         continue;
1071                 set_cpus_allowed_ptr(task, cs->effective_cpus);
1072         }
1073         css_task_iter_end(&it);
1074 }
1075
1076 /**
1077  * compute_effective_cpumask - Compute the effective cpumask of the cpuset
1078  * @new_cpus: the temp variable for the new effective_cpus mask
1079  * @cs: the cpuset the need to recompute the new effective_cpus mask
1080  * @parent: the parent cpuset
1081  *
1082  * If the parent has subpartition CPUs, include them in the list of
1083  * allowable CPUs in computing the new effective_cpus mask. Since offlined
1084  * CPUs are not removed from subparts_cpus, we have to use cpu_active_mask
1085  * to mask those out.
1086  */
1087 static void compute_effective_cpumask(struct cpumask *new_cpus,
1088                                       struct cpuset *cs, struct cpuset *parent)
1089 {
1090         if (parent->nr_subparts_cpus) {
1091                 cpumask_or(new_cpus, parent->effective_cpus,
1092                            parent->subparts_cpus);
1093                 cpumask_and(new_cpus, new_cpus, cs->cpus_allowed);
1094                 cpumask_and(new_cpus, new_cpus, cpu_active_mask);
1095         } else {
1096                 cpumask_and(new_cpus, cs->cpus_allowed, parent->effective_cpus);
1097         }
1098 }
1099
1100 /*
1101  * Commands for update_parent_subparts_cpumask
1102  */
1103 enum subparts_cmd {
1104         partcmd_enable,         /* Enable partition root         */
1105         partcmd_disable,        /* Disable partition root        */
1106         partcmd_update,         /* Update parent's subparts_cpus */
1107 };
1108
1109 /**
1110  * update_parent_subparts_cpumask - update subparts_cpus mask of parent cpuset
1111  * @cpuset:  The cpuset that requests change in partition root state
1112  * @cmd:     Partition root state change command
1113  * @newmask: Optional new cpumask for partcmd_update
1114  * @tmp:     Temporary addmask and delmask
1115  * Return:   0, 1 or an error code
1116  *
1117  * For partcmd_enable, the cpuset is being transformed from a non-partition
1118  * root to a partition root. The cpus_allowed mask of the given cpuset will
1119  * be put into parent's subparts_cpus and taken away from parent's
1120  * effective_cpus. The function will return 0 if all the CPUs listed in
1121  * cpus_allowed can be granted or an error code will be returned.
1122  *
1123  * For partcmd_disable, the cpuset is being transofrmed from a partition
1124  * root back to a non-partition root. any CPUs in cpus_allowed that are in
1125  * parent's subparts_cpus will be taken away from that cpumask and put back
1126  * into parent's effective_cpus. 0 should always be returned.
1127  *
1128  * For partcmd_update, if the optional newmask is specified, the cpu
1129  * list is to be changed from cpus_allowed to newmask. Otherwise,
1130  * cpus_allowed is assumed to remain the same. The cpuset should either
1131  * be a partition root or an invalid partition root. The partition root
1132  * state may change if newmask is NULL and none of the requested CPUs can
1133  * be granted by the parent. The function will return 1 if changes to
1134  * parent's subparts_cpus and effective_cpus happen or 0 otherwise.
1135  * Error code should only be returned when newmask is non-NULL.
1136  *
1137  * The partcmd_enable and partcmd_disable commands are used by
1138  * update_prstate(). The partcmd_update command is used by
1139  * update_cpumasks_hier() with newmask NULL and update_cpumask() with
1140  * newmask set.
1141  *
1142  * The checking is more strict when enabling partition root than the
1143  * other two commands.
1144  *
1145  * Because of the implicit cpu exclusive nature of a partition root,
1146  * cpumask changes that violates the cpu exclusivity rule will not be
1147  * permitted when checked by validate_change(). The validate_change()
1148  * function will also prevent any changes to the cpu list if it is not
1149  * a superset of children's cpu lists.
1150  */
1151 static int update_parent_subparts_cpumask(struct cpuset *cpuset, int cmd,
1152                                           struct cpumask *newmask,
1153                                           struct tmpmasks *tmp)
1154 {
1155         struct cpuset *parent = parent_cs(cpuset);
1156         int adding;     /* Moving cpus from effective_cpus to subparts_cpus */
1157         int deleting;   /* Moving cpus from subparts_cpus to effective_cpus */
1158         bool part_error = false;        /* Partition error? */
1159
1160         percpu_rwsem_assert_held(&cpuset_rwsem);
1161
1162         /*
1163          * The parent must be a partition root.
1164          * The new cpumask, if present, or the current cpus_allowed must
1165          * not be empty.
1166          */
1167         if (!is_partition_root(parent) ||
1168            (newmask && cpumask_empty(newmask)) ||
1169            (!newmask && cpumask_empty(cpuset->cpus_allowed)))
1170                 return -EINVAL;
1171
1172         /*
1173          * Enabling/disabling partition root is not allowed if there are
1174          * online children.
1175          */
1176         if ((cmd != partcmd_update) && css_has_online_children(&cpuset->css))
1177                 return -EBUSY;
1178
1179         /*
1180          * Enabling partition root is not allowed if not all the CPUs
1181          * can be granted from parent's effective_cpus or at least one
1182          * CPU will be left after that.
1183          */
1184         if ((cmd == partcmd_enable) &&
1185            (!cpumask_subset(cpuset->cpus_allowed, parent->effective_cpus) ||
1186              cpumask_equal(cpuset->cpus_allowed, parent->effective_cpus)))
1187                 return -EINVAL;
1188
1189         /*
1190          * A cpumask update cannot make parent's effective_cpus become empty.
1191          */
1192         adding = deleting = false;
1193         if (cmd == partcmd_enable) {
1194                 cpumask_copy(tmp->addmask, cpuset->cpus_allowed);
1195                 adding = true;
1196         } else if (cmd == partcmd_disable) {
1197                 deleting = cpumask_and(tmp->delmask, cpuset->cpus_allowed,
1198                                        parent->subparts_cpus);
1199         } else if (newmask) {
1200                 /*
1201                  * partcmd_update with newmask:
1202                  *
1203                  * delmask = cpus_allowed & ~newmask & parent->subparts_cpus
1204                  * addmask = newmask & parent->effective_cpus
1205                  *                   & ~parent->subparts_cpus
1206                  */
1207                 cpumask_andnot(tmp->delmask, cpuset->cpus_allowed, newmask);
1208                 deleting = cpumask_and(tmp->delmask, tmp->delmask,
1209                                        parent->subparts_cpus);
1210
1211                 cpumask_and(tmp->addmask, newmask, parent->effective_cpus);
1212                 adding = cpumask_andnot(tmp->addmask, tmp->addmask,
1213                                         parent->subparts_cpus);
1214                 /*
1215                  * Return error if the new effective_cpus could become empty.
1216                  */
1217                 if (adding &&
1218                     cpumask_equal(parent->effective_cpus, tmp->addmask)) {
1219                         if (!deleting)
1220                                 return -EINVAL;
1221                         /*
1222                          * As some of the CPUs in subparts_cpus might have
1223                          * been offlined, we need to compute the real delmask
1224                          * to confirm that.
1225                          */
1226                         if (!cpumask_and(tmp->addmask, tmp->delmask,
1227                                          cpu_active_mask))
1228                                 return -EINVAL;
1229                         cpumask_copy(tmp->addmask, parent->effective_cpus);
1230                 }
1231         } else {
1232                 /*
1233                  * partcmd_update w/o newmask:
1234                  *
1235                  * addmask = cpus_allowed & parent->effectiveb_cpus
1236                  *
1237                  * Note that parent's subparts_cpus may have been
1238                  * pre-shrunk in case there is a change in the cpu list.
1239                  * So no deletion is needed.
1240                  */
1241                 adding = cpumask_and(tmp->addmask, cpuset->cpus_allowed,
1242                                      parent->effective_cpus);
1243                 part_error = cpumask_equal(tmp->addmask,
1244                                            parent->effective_cpus);
1245         }
1246
1247         if (cmd == partcmd_update) {
1248                 int prev_prs = cpuset->partition_root_state;
1249
1250                 /*
1251                  * Check for possible transition between PRS_ENABLED
1252                  * and PRS_ERROR.
1253                  */
1254                 switch (cpuset->partition_root_state) {
1255                 case PRS_ENABLED:
1256                         if (part_error)
1257                                 cpuset->partition_root_state = PRS_ERROR;
1258                         break;
1259                 case PRS_ERROR:
1260                         if (!part_error)
1261                                 cpuset->partition_root_state = PRS_ENABLED;
1262                         break;
1263                 }
1264                 /*
1265                  * Set part_error if previously in invalid state.
1266                  */
1267                 part_error = (prev_prs == PRS_ERROR);
1268         }
1269
1270         if (!part_error && (cpuset->partition_root_state == PRS_ERROR))
1271                 return 0;       /* Nothing need to be done */
1272
1273         if (cpuset->partition_root_state == PRS_ERROR) {
1274                 /*
1275                  * Remove all its cpus from parent's subparts_cpus.
1276                  */
1277                 adding = false;
1278                 deleting = cpumask_and(tmp->delmask, cpuset->cpus_allowed,
1279                                        parent->subparts_cpus);
1280         }
1281
1282         if (!adding && !deleting)
1283                 return 0;
1284
1285         /*
1286          * Change the parent's subparts_cpus.
1287          * Newly added CPUs will be removed from effective_cpus and
1288          * newly deleted ones will be added back to effective_cpus.
1289          */
1290         spin_lock_irq(&callback_lock);
1291         if (adding) {
1292                 cpumask_or(parent->subparts_cpus,
1293                            parent->subparts_cpus, tmp->addmask);
1294                 cpumask_andnot(parent->effective_cpus,
1295                                parent->effective_cpus, tmp->addmask);
1296         }
1297         if (deleting) {
1298                 cpumask_andnot(parent->subparts_cpus,
1299                                parent->subparts_cpus, tmp->delmask);
1300                 /*
1301                  * Some of the CPUs in subparts_cpus might have been offlined.
1302                  */
1303                 cpumask_and(tmp->delmask, tmp->delmask, cpu_active_mask);
1304                 cpumask_or(parent->effective_cpus,
1305                            parent->effective_cpus, tmp->delmask);
1306         }
1307
1308         parent->nr_subparts_cpus = cpumask_weight(parent->subparts_cpus);
1309         spin_unlock_irq(&callback_lock);
1310
1311         return cmd == partcmd_update;
1312 }
1313
1314 /*
1315  * update_cpumasks_hier - Update effective cpumasks and tasks in the subtree
1316  * @cs:  the cpuset to consider
1317  * @tmp: temp variables for calculating effective_cpus & partition setup
1318  *
1319  * When congifured cpumask is changed, the effective cpumasks of this cpuset
1320  * and all its descendants need to be updated.
1321  *
1322  * On legacy hierachy, effective_cpus will be the same with cpu_allowed.
1323  *
1324  * Called with cpuset_mutex held
1325  */
1326 static void update_cpumasks_hier(struct cpuset *cs, struct tmpmasks *tmp)
1327 {
1328         struct cpuset *cp;
1329         struct cgroup_subsys_state *pos_css;
1330         bool need_rebuild_sched_domains = false;
1331
1332         rcu_read_lock();
1333         cpuset_for_each_descendant_pre(cp, pos_css, cs) {
1334                 struct cpuset *parent = parent_cs(cp);
1335
1336                 compute_effective_cpumask(tmp->new_cpus, cp, parent);
1337
1338                 /*
1339                  * If it becomes empty, inherit the effective mask of the
1340                  * parent, which is guaranteed to have some CPUs.
1341                  */
1342                 if (is_in_v2_mode() && cpumask_empty(tmp->new_cpus)) {
1343                         cpumask_copy(tmp->new_cpus, parent->effective_cpus);
1344                         if (!cp->use_parent_ecpus) {
1345                                 cp->use_parent_ecpus = true;
1346                                 parent->child_ecpus_count++;
1347                         }
1348                 } else if (cp->use_parent_ecpus) {
1349                         cp->use_parent_ecpus = false;
1350                         WARN_ON_ONCE(!parent->child_ecpus_count);
1351                         parent->child_ecpus_count--;
1352                 }
1353
1354                 /*
1355                  * Skip the whole subtree if the cpumask remains the same
1356                  * and has no partition root state.
1357                  */
1358                 if (!cp->partition_root_state &&
1359                     cpumask_equal(tmp->new_cpus, cp->effective_cpus)) {
1360                         pos_css = css_rightmost_descendant(pos_css);
1361                         continue;
1362                 }
1363
1364                 /*
1365                  * update_parent_subparts_cpumask() should have been called
1366                  * for cs already in update_cpumask(). We should also call
1367                  * update_tasks_cpumask() again for tasks in the parent
1368                  * cpuset if the parent's subparts_cpus changes.
1369                  */
1370                 if ((cp != cs) && cp->partition_root_state) {
1371                         switch (parent->partition_root_state) {
1372                         case PRS_DISABLED:
1373                                 /*
1374                                  * If parent is not a partition root or an
1375                                  * invalid partition root, clear the state
1376                                  * state and the CS_CPU_EXCLUSIVE flag.
1377                                  */
1378                                 WARN_ON_ONCE(cp->partition_root_state
1379                                              != PRS_ERROR);
1380                                 cp->partition_root_state = 0;
1381
1382                                 /*
1383                                  * clear_bit() is an atomic operation and
1384                                  * readers aren't interested in the state
1385                                  * of CS_CPU_EXCLUSIVE anyway. So we can
1386                                  * just update the flag without holding
1387                                  * the callback_lock.
1388                                  */
1389                                 clear_bit(CS_CPU_EXCLUSIVE, &cp->flags);
1390                                 break;
1391
1392                         case PRS_ENABLED:
1393                                 if (update_parent_subparts_cpumask(cp, partcmd_update, NULL, tmp))
1394                                         update_tasks_cpumask(parent);
1395                                 break;
1396
1397                         case PRS_ERROR:
1398                                 /*
1399                                  * When parent is invalid, it has to be too.
1400                                  */
1401                                 cp->partition_root_state = PRS_ERROR;
1402                                 if (cp->nr_subparts_cpus) {
1403                                         cp->nr_subparts_cpus = 0;
1404                                         cpumask_clear(cp->subparts_cpus);
1405                                 }
1406                                 break;
1407                         }
1408                 }
1409
1410                 if (!css_tryget_online(&cp->css))
1411                         continue;
1412                 rcu_read_unlock();
1413
1414                 spin_lock_irq(&callback_lock);
1415
1416                 cpumask_copy(cp->effective_cpus, tmp->new_cpus);
1417                 if (cp->nr_subparts_cpus &&
1418                    (cp->partition_root_state != PRS_ENABLED)) {
1419                         cp->nr_subparts_cpus = 0;
1420                         cpumask_clear(cp->subparts_cpus);
1421                 } else if (cp->nr_subparts_cpus) {
1422                         /*
1423                          * Make sure that effective_cpus & subparts_cpus
1424                          * are mutually exclusive.
1425                          *
1426                          * In the unlikely event that effective_cpus
1427                          * becomes empty. we clear cp->nr_subparts_cpus and
1428                          * let its child partition roots to compete for
1429                          * CPUs again.
1430                          */
1431                         cpumask_andnot(cp->effective_cpus, cp->effective_cpus,
1432                                        cp->subparts_cpus);
1433                         if (cpumask_empty(cp->effective_cpus)) {
1434                                 cpumask_copy(cp->effective_cpus, tmp->new_cpus);
1435                                 cpumask_clear(cp->subparts_cpus);
1436                                 cp->nr_subparts_cpus = 0;
1437                         } else if (!cpumask_subset(cp->subparts_cpus,
1438                                                    tmp->new_cpus)) {
1439                                 cpumask_andnot(cp->subparts_cpus,
1440                                         cp->subparts_cpus, tmp->new_cpus);
1441                                 cp->nr_subparts_cpus
1442                                         = cpumask_weight(cp->subparts_cpus);
1443                         }
1444                 }
1445                 spin_unlock_irq(&callback_lock);
1446
1447                 WARN_ON(!is_in_v2_mode() &&
1448                         !cpumask_equal(cp->cpus_allowed, cp->effective_cpus));
1449
1450                 update_tasks_cpumask(cp);
1451
1452                 /*
1453                  * On legacy hierarchy, if the effective cpumask of any non-
1454                  * empty cpuset is changed, we need to rebuild sched domains.
1455                  * On default hierarchy, the cpuset needs to be a partition
1456                  * root as well.
1457                  */
1458                 if (!cpumask_empty(cp->cpus_allowed) &&
1459                     is_sched_load_balance(cp) &&
1460                    (!cgroup_subsys_on_dfl(cpuset_cgrp_subsys) ||
1461                     is_partition_root(cp)))
1462                         need_rebuild_sched_domains = true;
1463
1464                 rcu_read_lock();
1465                 css_put(&cp->css);
1466         }
1467         rcu_read_unlock();
1468
1469         if (need_rebuild_sched_domains)
1470                 rebuild_sched_domains_locked();
1471 }
1472
1473 /**
1474  * update_sibling_cpumasks - Update siblings cpumasks
1475  * @parent:  Parent cpuset
1476  * @cs:      Current cpuset
1477  * @tmp:     Temp variables
1478  */
1479 static void update_sibling_cpumasks(struct cpuset *parent, struct cpuset *cs,
1480                                     struct tmpmasks *tmp)
1481 {
1482         struct cpuset *sibling;
1483         struct cgroup_subsys_state *pos_css;
1484
1485         percpu_rwsem_assert_held(&cpuset_rwsem);
1486
1487         /*
1488          * Check all its siblings and call update_cpumasks_hier()
1489          * if their use_parent_ecpus flag is set in order for them
1490          * to use the right effective_cpus value.
1491          *
1492          * The update_cpumasks_hier() function may sleep. So we have to
1493          * release the RCU read lock before calling it.
1494          */
1495         rcu_read_lock();
1496         cpuset_for_each_child(sibling, pos_css, parent) {
1497                 if (sibling == cs)
1498                         continue;
1499                 if (!sibling->use_parent_ecpus)
1500                         continue;
1501                 if (!css_tryget_online(&sibling->css))
1502                         continue;
1503
1504                 rcu_read_unlock();
1505                 update_cpumasks_hier(sibling, tmp);
1506                 rcu_read_lock();
1507                 css_put(&sibling->css);
1508         }
1509         rcu_read_unlock();
1510 }
1511
1512 /**
1513  * update_cpumask - update the cpus_allowed mask of a cpuset and all tasks in it
1514  * @cs: the cpuset to consider
1515  * @trialcs: trial cpuset
1516  * @buf: buffer of cpu numbers written to this cpuset
1517  */
1518 static int update_cpumask(struct cpuset *cs, struct cpuset *trialcs,
1519                           const char *buf)
1520 {
1521         int retval;
1522         struct tmpmasks tmp;
1523
1524         /* top_cpuset.cpus_allowed tracks cpu_online_mask; it's read-only */
1525         if (cs == &top_cpuset)
1526                 return -EACCES;
1527
1528         /*
1529          * An empty cpus_allowed is ok only if the cpuset has no tasks.
1530          * Since cpulist_parse() fails on an empty mask, we special case
1531          * that parsing.  The validate_change() call ensures that cpusets
1532          * with tasks have cpus.
1533          */
1534         if (!*buf) {
1535                 cpumask_clear(trialcs->cpus_allowed);
1536         } else {
1537                 retval = cpulist_parse(buf, trialcs->cpus_allowed);
1538                 if (retval < 0)
1539                         return retval;
1540
1541                 if (!cpumask_subset(trialcs->cpus_allowed,
1542                                     top_cpuset.cpus_allowed))
1543                         return -EINVAL;
1544         }
1545
1546         /* Nothing to do if the cpus didn't change */
1547         if (cpumask_equal(cs->cpus_allowed, trialcs->cpus_allowed))
1548                 return 0;
1549
1550         retval = validate_change(cs, trialcs);
1551         if (retval < 0)
1552                 return retval;
1553
1554 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
1555         /*
1556          * Use the cpumasks in trialcs for tmpmasks when they are pointers
1557          * to allocated cpumasks.
1558          */
1559         tmp.addmask  = trialcs->subparts_cpus;
1560         tmp.delmask  = trialcs->effective_cpus;
1561         tmp.new_cpus = trialcs->cpus_allowed;
1562 #endif
1563
1564         if (cs->partition_root_state) {
1565                 /* Cpumask of a partition root cannot be empty */
1566                 if (cpumask_empty(trialcs->cpus_allowed))
1567                         return -EINVAL;
1568                 if (update_parent_subparts_cpumask(cs, partcmd_update,
1569                                         trialcs->cpus_allowed, &tmp) < 0)
1570                         return -EINVAL;
1571         }
1572
1573         spin_lock_irq(&callback_lock);
1574         cpumask_copy(cs->cpus_allowed, trialcs->cpus_allowed);
1575
1576         /*
1577          * Make sure that subparts_cpus is a subset of cpus_allowed.
1578          */
1579         if (cs->nr_subparts_cpus) {
1580                 cpumask_and(cs->subparts_cpus, cs->subparts_cpus, cs->cpus_allowed);
1581                 cs->nr_subparts_cpus = cpumask_weight(cs->subparts_cpus);
1582         }
1583         spin_unlock_irq(&callback_lock);
1584
1585         update_cpumasks_hier(cs, &tmp);
1586
1587         if (cs->partition_root_state) {
1588                 struct cpuset *parent = parent_cs(cs);
1589
1590                 /*
1591                  * For partition root, update the cpumasks of sibling
1592                  * cpusets if they use parent's effective_cpus.
1593                  */
1594                 if (parent->child_ecpus_count)
1595                         update_sibling_cpumasks(parent, cs, &tmp);
1596         }
1597         return 0;
1598 }
1599
1600 /*
1601  * Migrate memory region from one set of nodes to another.  This is
1602  * performed asynchronously as it can be called from process migration path
1603  * holding locks involved in process management.  All mm migrations are
1604  * performed in the queued order and can be waited for by flushing
1605  * cpuset_migrate_mm_wq.
1606  */
1607
1608 struct cpuset_migrate_mm_work {
1609         struct work_struct      work;
1610         struct mm_struct        *mm;
1611         nodemask_t              from;
1612         nodemask_t              to;
1613 };
1614
1615 static void cpuset_migrate_mm_workfn(struct work_struct *work)
1616 {
1617         struct cpuset_migrate_mm_work *mwork =
1618                 container_of(work, struct cpuset_migrate_mm_work, work);
1619
1620         /* on a wq worker, no need to worry about %current's mems_allowed */
1621         do_migrate_pages(mwork->mm, &mwork->from, &mwork->to, MPOL_MF_MOVE_ALL);
1622         mmput(mwork->mm);
1623         kfree(mwork);
1624 }
1625
1626 static void cpuset_migrate_mm(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1627                                                         const nodemask_t *to)
1628 {
1629         struct cpuset_migrate_mm_work *mwork;
1630
1631         mwork = kzalloc(sizeof(*mwork), GFP_KERNEL);
1632         if (mwork) {
1633                 mwork->mm = mm;
1634                 mwork->from = *from;
1635                 mwork->to = *to;
1636                 INIT_WORK(&mwork->work, cpuset_migrate_mm_workfn);
1637                 queue_work(cpuset_migrate_mm_wq, &mwork->work);
1638         } else {
1639                 mmput(mm);
1640         }
1641 }
1642
1643 static void cpuset_post_attach(void)
1644 {
1645         flush_workqueue(cpuset_migrate_mm_wq);
1646 }
1647
1648 /*
1649  * cpuset_change_task_nodemask - change task's mems_allowed and mempolicy
1650  * @tsk: the task to change
1651  * @newmems: new nodes that the task will be set
1652  *
1653  * We use the mems_allowed_seq seqlock to safely update both tsk->mems_allowed
1654  * and rebind an eventual tasks' mempolicy. If the task is allocating in
1655  * parallel, it might temporarily see an empty intersection, which results in
1656  * a seqlock check and retry before OOM or allocation failure.
1657  */
1658 static void cpuset_change_task_nodemask(struct task_struct *tsk,
1659                                         nodemask_t *newmems)
1660 {
1661         task_lock(tsk);
1662
1663         local_irq_disable();
1664         write_seqcount_begin(&tsk->mems_allowed_seq);
1665
1666         nodes_or(tsk->mems_allowed, tsk->mems_allowed, *newmems);
1667         mpol_rebind_task(tsk, newmems);
1668         tsk->mems_allowed = *newmems;
1669
1670         write_seqcount_end(&tsk->mems_allowed_seq);
1671         local_irq_enable();
1672
1673         task_unlock(tsk);
1674 }
1675
1676 static void *cpuset_being_rebound;
1677
1678 /**
1679  * update_tasks_nodemask - Update the nodemasks of tasks in the cpuset.
1680  * @cs: the cpuset in which each task's mems_allowed mask needs to be changed
1681  *
1682  * Iterate through each task of @cs updating its mems_allowed to the
1683  * effective cpuset's.  As this function is called with cpuset_mutex held,
1684  * cpuset membership stays stable.
1685  */
1686 static void update_tasks_nodemask(struct cpuset *cs)
1687 {
1688         static nodemask_t newmems;      /* protected by cpuset_mutex */
1689         struct css_task_iter it;
1690         struct task_struct *task;
1691
1692         cpuset_being_rebound = cs;              /* causes mpol_dup() rebind */
1693
1694         guarantee_online_mems(cs, &newmems);
1695
1696         /*
1697          * The mpol_rebind_mm() call takes mmap_sem, which we couldn't
1698          * take while holding tasklist_lock.  Forks can happen - the
1699          * mpol_dup() cpuset_being_rebound check will catch such forks,
1700          * and rebind their vma mempolicies too.  Because we still hold
1701          * the global cpuset_mutex, we know that no other rebind effort
1702          * will be contending for the global variable cpuset_being_rebound.
1703          * It's ok if we rebind the same mm twice; mpol_rebind_mm()
1704          * is idempotent.  Also migrate pages in each mm to new nodes.
1705          */
1706         css_task_iter_start(&cs->css, 0, &it);
1707         while ((task = css_task_iter_next(&it))) {
1708                 struct mm_struct *mm;
1709                 bool migrate;
1710
1711                 cpuset_change_task_nodemask(task, &newmems);
1712
1713                 mm = get_task_mm(task);
1714                 if (!mm)
1715                         continue;
1716
1717                 migrate = is_memory_migrate(cs);
1718
1719                 mpol_rebind_mm(mm, &cs->mems_allowed);
1720                 if (migrate)
1721                         cpuset_migrate_mm(mm, &cs->old_mems_allowed, &newmems);
1722                 else
1723                         mmput(mm);
1724         }
1725         css_task_iter_end(&it);
1726
1727         /*
1728          * All the tasks' nodemasks have been updated, update
1729          * cs->old_mems_allowed.
1730          */
1731         cs->old_mems_allowed = newmems;
1732
1733         /* We're done rebinding vmas to this cpuset's new mems_allowed. */
1734         cpuset_being_rebound = NULL;
1735 }
1736
1737 /*
1738  * update_nodemasks_hier - Update effective nodemasks and tasks in the subtree
1739  * @cs: the cpuset to consider
1740  * @new_mems: a temp variable for calculating new effective_mems
1741  *
1742  * When configured nodemask is changed, the effective nodemasks of this cpuset
1743  * and all its descendants need to be updated.
1744  *
1745  * On legacy hiearchy, effective_mems will be the same with mems_allowed.
1746  *
1747  * Called with cpuset_mutex held
1748  */
1749 static void update_nodemasks_hier(struct cpuset *cs, nodemask_t *new_mems)
1750 {
1751         struct cpuset *cp;
1752         struct cgroup_subsys_state *pos_css;
1753
1754         rcu_read_lock();
1755         cpuset_for_each_descendant_pre(cp, pos_css, cs) {
1756                 struct cpuset *parent = parent_cs(cp);
1757
1758                 nodes_and(*new_mems, cp->mems_allowed, parent->effective_mems);
1759
1760                 /*
1761                  * If it becomes empty, inherit the effective mask of the
1762                  * parent, which is guaranteed to have some MEMs.
1763                  */
1764                 if (is_in_v2_mode() && nodes_empty(*new_mems))
1765                         *new_mems = parent->effective_mems;
1766
1767                 /* Skip the whole subtree if the nodemask remains the same. */
1768                 if (nodes_equal(*new_mems, cp->effective_mems)) {
1769                         pos_css = css_rightmost_descendant(pos_css);
1770                         continue;
1771                 }
1772
1773                 if (!css_tryget_online(&cp->css))
1774                         continue;
1775                 rcu_read_unlock();
1776
1777                 spin_lock_irq(&callback_lock);
1778                 cp->effective_mems = *new_mems;
1779                 spin_unlock_irq(&callback_lock);
1780
1781                 WARN_ON(!is_in_v2_mode() &&
1782                         !nodes_equal(cp->mems_allowed, cp->effective_mems));
1783
1784                 update_tasks_nodemask(cp);
1785
1786                 rcu_read_lock();
1787                 css_put(&cp->css);
1788         }
1789         rcu_read_unlock();
1790 }
1791
1792 /*
1793  * Handle user request to change the 'mems' memory placement
1794  * of a cpuset.  Needs to validate the request, update the
1795  * cpusets mems_allowed, and for each task in the cpuset,
1796  * update mems_allowed and rebind task's mempolicy and any vma
1797  * mempolicies and if the cpuset is marked 'memory_migrate',
1798  * migrate the tasks pages to the new memory.
1799  *
1800  * Call with cpuset_mutex held. May take callback_lock during call.
1801  * Will take tasklist_lock, scan tasklist for tasks in cpuset cs,
1802  * lock each such tasks mm->mmap_sem, scan its vma's and rebind
1803  * their mempolicies to the cpusets new mems_allowed.
1804  */
1805 static int update_nodemask(struct cpuset *cs, struct cpuset *trialcs,
1806                            const char *buf)
1807 {
1808         int retval;
1809
1810         /*
1811          * top_cpuset.mems_allowed tracks node_stats[N_MEMORY];
1812          * it's read-only
1813          */
1814         if (cs == &top_cpuset) {
1815                 retval = -EACCES;
1816                 goto done;
1817         }
1818
1819         /*
1820          * An empty mems_allowed is ok iff there are no tasks in the cpuset.
1821          * Since nodelist_parse() fails on an empty mask, we special case
1822          * that parsing.  The validate_change() call ensures that cpusets
1823          * with tasks have memory.
1824          */
1825         if (!*buf) {
1826                 nodes_clear(trialcs->mems_allowed);
1827         } else {
1828                 retval = nodelist_parse(buf, trialcs->mems_allowed);
1829                 if (retval < 0)
1830                         goto done;
1831
1832                 if (!nodes_subset(trialcs->mems_allowed,
1833                                   top_cpuset.mems_allowed)) {
1834                         retval = -EINVAL;
1835                         goto done;
1836                 }
1837         }
1838
1839         if (nodes_equal(cs->mems_allowed, trialcs->mems_allowed)) {
1840                 retval = 0;             /* Too easy - nothing to do */
1841                 goto done;
1842         }
1843         retval = validate_change(cs, trialcs);
1844         if (retval < 0)
1845                 goto done;
1846
1847         spin_lock_irq(&callback_lock);
1848         cs->mems_allowed = trialcs->mems_allowed;
1849         spin_unlock_irq(&callback_lock);
1850
1851         /* use trialcs->mems_allowed as a temp variable */
1852         update_nodemasks_hier(cs, &trialcs->mems_allowed);
1853 done:
1854         return retval;
1855 }
1856
1857 bool current_cpuset_is_being_rebound(void)
1858 {
1859         bool ret;
1860
1861         rcu_read_lock();
1862         ret = task_cs(current) == cpuset_being_rebound;
1863         rcu_read_unlock();
1864
1865         return ret;
1866 }
1867
1868 static int update_relax_domain_level(struct cpuset *cs, s64 val)
1869 {
1870 #ifdef CONFIG_SMP
1871         if (val < -1 || val >= sched_domain_level_max)
1872                 return -EINVAL;
1873 #endif
1874
1875         if (val != cs->relax_domain_level) {
1876                 cs->relax_domain_level = val;
1877                 if (!cpumask_empty(cs->cpus_allowed) &&
1878                     is_sched_load_balance(cs))
1879                         rebuild_sched_domains_locked();
1880         }
1881
1882         return 0;
1883 }
1884
1885 /**
1886  * update_tasks_flags - update the spread flags of tasks in the cpuset.
1887  * @cs: the cpuset in which each task's spread flags needs to be changed
1888  *
1889  * Iterate through each task of @cs updating its spread flags.  As this
1890  * function is called with cpuset_mutex held, cpuset membership stays
1891  * stable.
1892  */
1893 static void update_tasks_flags(struct cpuset *cs)
1894 {
1895         struct css_task_iter it;
1896         struct task_struct *task;
1897
1898         css_task_iter_start(&cs->css, 0, &it);
1899         while ((task = css_task_iter_next(&it)))
1900                 cpuset_update_task_spread_flag(cs, task);
1901         css_task_iter_end(&it);
1902 }
1903
1904 /*
1905  * update_flag - read a 0 or a 1 in a file and update associated flag
1906  * bit:         the bit to update (see cpuset_flagbits_t)
1907  * cs:          the cpuset to update
1908  * turning_on:  whether the flag is being set or cleared
1909  *
1910  * Call with cpuset_mutex held.
1911  */
1912
1913 static int update_flag(cpuset_flagbits_t bit, struct cpuset *cs,
1914                        int turning_on)
1915 {
1916         struct cpuset *trialcs;
1917         int balance_flag_changed;
1918         int spread_flag_changed;
1919         int err;
1920
1921         trialcs = alloc_trial_cpuset(cs);
1922         if (!trialcs)
1923                 return -ENOMEM;
1924
1925         if (turning_on)
1926                 set_bit(bit, &trialcs->flags);
1927         else
1928                 clear_bit(bit, &trialcs->flags);
1929
1930         err = validate_change(cs, trialcs);
1931         if (err < 0)
1932                 goto out;
1933
1934         balance_flag_changed = (is_sched_load_balance(cs) !=
1935                                 is_sched_load_balance(trialcs));
1936
1937         spread_flag_changed = ((is_spread_slab(cs) != is_spread_slab(trialcs))
1938                         || (is_spread_page(cs) != is_spread_page(trialcs)));
1939
1940         spin_lock_irq(&callback_lock);
1941         cs->flags = trialcs->flags;
1942         spin_unlock_irq(&callback_lock);
1943
1944         if (!cpumask_empty(trialcs->cpus_allowed) && balance_flag_changed)
1945                 rebuild_sched_domains_locked();
1946
1947         if (spread_flag_changed)
1948                 update_tasks_flags(cs);
1949 out:
1950         free_cpuset(trialcs);
1951         return err;
1952 }
1953
1954 /*
1955  * update_prstate - update partititon_root_state
1956  * cs:  the cpuset to update
1957  * val: 0 - disabled, 1 - enabled
1958  *
1959  * Call with cpuset_mutex held.
1960  */
1961 static int update_prstate(struct cpuset *cs, int val)
1962 {
1963         int err;
1964         struct cpuset *parent = parent_cs(cs);
1965         struct tmpmasks tmp;
1966
1967         if ((val != 0) && (val != 1))
1968                 return -EINVAL;
1969         if (val == cs->partition_root_state)
1970                 return 0;
1971
1972         /*
1973          * Cannot force a partial or invalid partition root to a full
1974          * partition root.
1975          */
1976         if (val && cs->partition_root_state)
1977                 return -EINVAL;
1978
1979         if (alloc_cpumasks(NULL, &tmp))
1980                 return -ENOMEM;
1981
1982         err = -EINVAL;
1983         if (!cs->partition_root_state) {
1984                 /*
1985                  * Turning on partition root requires setting the
1986                  * CS_CPU_EXCLUSIVE bit implicitly as well and cpus_allowed
1987                  * cannot be NULL.
1988                  */
1989                 if (cpumask_empty(cs->cpus_allowed))
1990                         goto out;
1991
1992                 err = update_flag(CS_CPU_EXCLUSIVE, cs, 1);
1993                 if (err)
1994                         goto out;
1995
1996                 err = update_parent_subparts_cpumask(cs, partcmd_enable,
1997                                                      NULL, &tmp);
1998                 if (err) {
1999                         update_flag(CS_CPU_EXCLUSIVE, cs, 0);
2000                         goto out;
2001                 }
2002                 cs->partition_root_state = PRS_ENABLED;
2003         } else {
2004                 /*
2005                  * Turning off partition root will clear the
2006                  * CS_CPU_EXCLUSIVE bit.
2007                  */
2008                 if (cs->partition_root_state == PRS_ERROR) {
2009                         cs->partition_root_state = 0;
2010                         update_flag(CS_CPU_EXCLUSIVE, cs, 0);
2011                         err = 0;
2012                         goto out;
2013                 }
2014
2015                 err = update_parent_subparts_cpumask(cs, partcmd_disable,
2016                                                      NULL, &tmp);
2017                 if (err)
2018                         goto out;
2019
2020                 cs->partition_root_state = 0;
2021
2022                 /* Turning off CS_CPU_EXCLUSIVE will not return error */
2023                 update_flag(CS_CPU_EXCLUSIVE, cs, 0);
2024         }
2025
2026         update_tasks_cpumask(parent);
2027
2028         if (parent->child_ecpus_count)
2029                 update_sibling_cpumasks(parent, cs, &tmp);
2030
2031         rebuild_sched_domains_locked();
2032 out:
2033         free_cpumasks(NULL, &tmp);
2034         return err;
2035 }
2036
2037 /*
2038  * Frequency meter - How fast is some event occurring?
2039  *
2040  * These routines manage a digitally filtered, constant time based,
2041  * event frequency meter.  There are four routines:
2042  *   fmeter_init() - initialize a frequency meter.
2043  *   fmeter_markevent() - called each time the event happens.
2044  *   fmeter_getrate() - returns the recent rate of such events.
2045  *   fmeter_update() - internal routine used to update fmeter.
2046  *
2047  * A common data structure is passed to each of these routines,
2048  * which is used to keep track of the state required to manage the
2049  * frequency meter and its digital filter.
2050  *
2051  * The filter works on the number of events marked per unit time.
2052  * The filter is single-pole low-pass recursive (IIR).  The time unit
2053  * is 1 second.  Arithmetic is done using 32-bit integers scaled to
2054  * simulate 3 decimal digits of precision (multiplied by 1000).
2055  *
2056  * With an FM_COEF of 933, and a time base of 1 second, the filter
2057  * has a half-life of 10 seconds, meaning that if the events quit
2058  * happening, then the rate returned from the fmeter_getrate()
2059  * will be cut in half each 10 seconds, until it converges to zero.
2060  *
2061  * It is not worth doing a real infinitely recursive filter.  If more
2062  * than FM_MAXTICKS ticks have elapsed since the last filter event,
2063  * just compute FM_MAXTICKS ticks worth, by which point the level
2064  * will be stable.
2065  *
2066  * Limit the count of unprocessed events to FM_MAXCNT, so as to avoid
2067  * arithmetic overflow in the fmeter_update() routine.
2068  *
2069  * Given the simple 32 bit integer arithmetic used, this meter works
2070  * best for reporting rates between one per millisecond (msec) and
2071  * one per 32 (approx) seconds.  At constant rates faster than one
2072  * per msec it maxes out at values just under 1,000,000.  At constant
2073  * rates between one per msec, and one per second it will stabilize
2074  * to a value N*1000, where N is the rate of events per second.
2075  * At constant rates between one per second and one per 32 seconds,
2076  * it will be choppy, moving up on the seconds that have an event,
2077  * and then decaying until the next event.  At rates slower than
2078  * about one in 32 seconds, it decays all the way back to zero between
2079  * each event.
2080  */
2081
2082 #define FM_COEF 933             /* coefficient for half-life of 10 secs */
2083 #define FM_MAXTICKS ((u32)99)   /* useless computing more ticks than this */
2084 #define FM_MAXCNT 1000000       /* limit cnt to avoid overflow */
2085 #define FM_SCALE 1000           /* faux fixed point scale */
2086
2087 /* Initialize a frequency meter */
2088 static void fmeter_init(struct fmeter *fmp)
2089 {
2090         fmp->cnt = 0;
2091         fmp->val = 0;
2092         fmp->time = 0;
2093         spin_lock_init(&fmp->lock);
2094 }
2095
2096 /* Internal meter update - process cnt events and update value */
2097 static void fmeter_update(struct fmeter *fmp)
2098 {
2099         time64_t now;
2100         u32 ticks;
2101
2102         now = ktime_get_seconds();
2103         ticks = now - fmp->time;
2104
2105         if (ticks == 0)
2106                 return;
2107
2108         ticks = min(FM_MAXTICKS, ticks);
2109         while (ticks-- > 0)
2110                 fmp->val = (FM_COEF * fmp->val) / FM_SCALE;
2111         fmp->time = now;
2112
2113         fmp->val += ((FM_SCALE - FM_COEF) * fmp->cnt) / FM_SCALE;
2114         fmp->cnt = 0;
2115 }
2116
2117 /* Process any previous ticks, then bump cnt by one (times scale). */
2118 static void fmeter_markevent(struct fmeter *fmp)
2119 {
2120         spin_lock(&fmp->lock);
2121         fmeter_update(fmp);
2122         fmp->cnt = min(FM_MAXCNT, fmp->cnt + FM_SCALE);
2123         spin_unlock(&fmp->lock);
2124 }
2125
2126 /* Process any previous ticks, then return current value. */
2127 static int fmeter_getrate(struct fmeter *fmp)
2128 {
2129         int val;
2130
2131         spin_lock(&fmp->lock);
2132         fmeter_update(fmp);
2133         val = fmp->val;
2134         spin_unlock(&fmp->lock);
2135         return val;
2136 }
2137
2138 static struct cpuset *cpuset_attach_old_cs;
2139
2140 /* Called by cgroups to determine if a cpuset is usable; cpuset_mutex held */
2141 static int cpuset_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
2142 {
2143         struct cgroup_subsys_state *css;
2144         struct cpuset *cs;
2145         struct task_struct *task;
2146         int ret;
2147
2148         /* used later by cpuset_attach() */
2149         cpuset_attach_old_cs = task_cs(cgroup_taskset_first(tset, &css));
2150         cs = css_cs(css);
2151
2152         percpu_down_write(&cpuset_rwsem);
2153
2154         /* allow moving tasks into an empty cpuset if on default hierarchy */
2155         ret = -ENOSPC;
2156         if (!is_in_v2_mode() &&
2157             (cpumask_empty(cs->cpus_allowed) || nodes_empty(cs->mems_allowed)))
2158                 goto out_unlock;
2159
2160         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
2161                 ret = task_can_attach(task, cs->cpus_allowed);
2162                 if (ret)
2163                         goto out_unlock;
2164                 ret = security_task_setscheduler(task);
2165                 if (ret)
2166                         goto out_unlock;
2167         }
2168
2169         /*
2170          * Mark attach is in progress.  This makes validate_change() fail
2171          * changes which zero cpus/mems_allowed.
2172          */
2173         cs->attach_in_progress++;
2174         ret = 0;
2175 out_unlock:
2176         percpu_up_write(&cpuset_rwsem);
2177         return ret;
2178 }
2179
2180 static void cpuset_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
2181 {
2182         struct cgroup_subsys_state *css;
2183         struct cpuset *cs;
2184
2185         cgroup_taskset_first(tset, &css);
2186         cs = css_cs(css);
2187
2188         percpu_down_write(&cpuset_rwsem);
2189         cs->attach_in_progress--;
2190         if (!cs->attach_in_progress)
2191                 wake_up(&cpuset_attach_wq);
2192         percpu_up_write(&cpuset_rwsem);
2193 }
2194
2195 /*
2196  * Protected by cpuset_mutex.  cpus_attach is used only by cpuset_attach()
2197  * but we can't allocate it dynamically there.  Define it global and
2198  * allocate from cpuset_init().
2199  */
2200 static cpumask_var_t cpus_attach;
2201
2202 static void cpuset_attach(struct cgroup_taskset *tset)
2203 {
2204         /* static buf protected by cpuset_mutex */
2205         static nodemask_t cpuset_attach_nodemask_to;
2206         struct task_struct *task;
2207         struct task_struct *leader;
2208         struct cgroup_subsys_state *css;
2209         struct cpuset *cs;
2210         struct cpuset *oldcs = cpuset_attach_old_cs;
2211
2212         cgroup_taskset_first(tset, &css);
2213         cs = css_cs(css);
2214
2215         lockdep_assert_cpus_held();     /* see cgroup_attach_lock() */
2216         percpu_down_write(&cpuset_rwsem);
2217
2218         /* prepare for attach */
2219         if (cs == &top_cpuset)
2220                 cpumask_copy(cpus_attach, cpu_possible_mask);
2221         else
2222                 guarantee_online_cpus(cs, cpus_attach);
2223
2224         guarantee_online_mems(cs, &cpuset_attach_nodemask_to);
2225
2226         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
2227                 /*
2228                  * can_attach beforehand should guarantee that this doesn't
2229                  * fail.  TODO: have a better way to handle failure here
2230                  */
2231                 WARN_ON_ONCE(set_cpus_allowed_ptr(task, cpus_attach));
2232
2233                 cpuset_change_task_nodemask(task, &cpuset_attach_nodemask_to);
2234                 cpuset_update_task_spread_flag(cs, task);
2235         }
2236
2237         /*
2238          * Change mm for all threadgroup leaders. This is expensive and may
2239          * sleep and should be moved outside migration path proper.
2240          */
2241         cpuset_attach_nodemask_to = cs->effective_mems;
2242         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
2243                 struct mm_struct *mm = get_task_mm(leader);
2244
2245                 if (mm) {
2246                         mpol_rebind_mm(mm, &cpuset_attach_nodemask_to);
2247
2248                         /*
2249                          * old_mems_allowed is the same with mems_allowed
2250                          * here, except if this task is being moved
2251                          * automatically due to hotplug.  In that case
2252                          * @mems_allowed has been updated and is empty, so
2253                          * @old_mems_allowed is the right nodesets that we
2254                          * migrate mm from.
2255                          */
2256                         if (is_memory_migrate(cs))
2257                                 cpuset_migrate_mm(mm, &oldcs->old_mems_allowed,
2258                                                   &cpuset_attach_nodemask_to);
2259                         else
2260                                 mmput(mm);
2261                 }
2262         }
2263
2264         cs->old_mems_allowed = cpuset_attach_nodemask_to;
2265
2266         cs->attach_in_progress--;
2267         if (!cs->attach_in_progress)
2268                 wake_up(&cpuset_attach_wq);
2269
2270         percpu_up_write(&cpuset_rwsem);
2271 }
2272
2273 /* The various types of files and directories in a cpuset file system */
2274
2275 typedef enum {
2276         FILE_MEMORY_MIGRATE,
2277         FILE_CPULIST,
2278         FILE_MEMLIST,
2279         FILE_EFFECTIVE_CPULIST,
2280         FILE_EFFECTIVE_MEMLIST,
2281         FILE_SUBPARTS_CPULIST,
2282         FILE_CPU_EXCLUSIVE,
2283         FILE_MEM_EXCLUSIVE,
2284         FILE_MEM_HARDWALL,
2285         FILE_SCHED_LOAD_BALANCE,
2286         FILE_PARTITION_ROOT,
2287         FILE_SCHED_RELAX_DOMAIN_LEVEL,
2288         FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED,
2289         FILE_MEMORY_PRESSURE,
2290         FILE_SPREAD_PAGE,
2291         FILE_SPREAD_SLAB,
2292 } cpuset_filetype_t;
2293
2294 static int cpuset_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css, struct cftype *cft,
2295                             u64 val)
2296 {
2297         struct cpuset *cs = css_cs(css);
2298         cpuset_filetype_t type = cft->private;
2299         int retval = 0;
2300
2301         get_online_cpus();
2302         percpu_down_write(&cpuset_rwsem);
2303         if (!is_cpuset_online(cs)) {
2304                 retval = -ENODEV;
2305                 goto out_unlock;
2306         }
2307
2308         switch (type) {
2309         case FILE_CPU_EXCLUSIVE:
2310                 retval = update_flag(CS_CPU_EXCLUSIVE, cs, val);
2311                 break;
2312         case FILE_MEM_EXCLUSIVE:
2313                 retval = update_flag(CS_MEM_EXCLUSIVE, cs, val);
2314                 break;
2315         case FILE_MEM_HARDWALL:
2316                 retval = update_flag(CS_MEM_HARDWALL, cs, val);
2317                 break;
2318         case FILE_SCHED_LOAD_BALANCE:
2319                 retval = update_flag(CS_SCHED_LOAD_BALANCE, cs, val);
2320                 break;
2321         case FILE_MEMORY_MIGRATE:
2322                 retval = update_flag(CS_MEMORY_MIGRATE, cs, val);
2323                 break;
2324         case FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED:
2325                 cpuset_memory_pressure_enabled = !!val;
2326                 break;
2327         case FILE_SPREAD_PAGE:
2328                 retval = update_flag(CS_SPREAD_PAGE, cs, val);
2329                 break;
2330         case FILE_SPREAD_SLAB:
2331                 retval = update_flag(CS_SPREAD_SLAB, cs, val);
2332                 break;
2333         default:
2334                 retval = -EINVAL;
2335                 break;
2336         }
2337 out_unlock:
2338         percpu_up_write(&cpuset_rwsem);
2339         put_online_cpus();
2340         return retval;
2341 }
2342
2343 static int cpuset_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css, struct cftype *cft,
2344                             s64 val)
2345 {
2346         struct cpuset *cs = css_cs(css);
2347         cpuset_filetype_t type = cft->private;
2348         int retval = -ENODEV;
2349
2350         get_online_cpus();
2351         percpu_down_write(&cpuset_rwsem);
2352         if (!is_cpuset_online(cs))
2353                 goto out_unlock;
2354
2355         switch (type) {
2356         case FILE_SCHED_RELAX_DOMAIN_LEVEL:
2357                 retval = update_relax_domain_level(cs, val);
2358                 break;
2359         default:
2360                 retval = -EINVAL;
2361                 break;
2362         }
2363 out_unlock:
2364         percpu_up_write(&cpuset_rwsem);
2365         put_online_cpus();
2366         return retval;
2367 }
2368
2369 /*
2370  * Common handling for a write to a "cpus" or "mems" file.
2371  */
2372 static ssize_t cpuset_write_resmask(struct kernfs_open_file *of,
2373                                     char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
2374 {
2375         struct cpuset *cs = css_cs(of_css(of));
2376         struct cpuset *trialcs;
2377         int retval = -ENODEV;
2378
2379         buf = strstrip(buf);
2380
2381         /*
2382          * CPU or memory hotunplug may leave @cs w/o any execution
2383          * resources, in which case the hotplug code asynchronously updates
2384          * configuration and transfers all tasks to the nearest ancestor
2385          * which can execute.
2386          *
2387          * As writes to "cpus" or "mems" may restore @cs's execution
2388          * resources, wait for the previously scheduled operations before
2389          * proceeding, so that we don't end up keep removing tasks added
2390          * after execution capability is restored.
2391          *
2392          * cpuset_hotplug_work calls back into cgroup core via
2393          * cgroup_transfer_tasks() and waiting for it from a cgroupfs
2394          * operation like this one can lead to a deadlock through kernfs
2395          * active_ref protection.  Let's break the protection.  Losing the
2396          * protection is okay as we check whether @cs is online after
2397          * grabbing cpuset_mutex anyway.  This only happens on the legacy
2398          * hierarchies.
2399          */
2400         css_get(&cs->css);
2401         kernfs_break_active_protection(of->kn);
2402         flush_work(&cpuset_hotplug_work);
2403
2404         get_online_cpus();
2405         percpu_down_write(&cpuset_rwsem);
2406         if (!is_cpuset_online(cs))
2407                 goto out_unlock;
2408
2409         trialcs = alloc_trial_cpuset(cs);
2410         if (!trialcs) {
2411                 retval = -ENOMEM;
2412                 goto out_unlock;
2413         }
2414
2415         switch (of_cft(of)->private) {
2416         case FILE_CPULIST:
2417                 retval = update_cpumask(cs, trialcs, buf);
2418                 break;
2419         case FILE_MEMLIST:
2420                 retval = update_nodemask(cs, trialcs, buf);
2421                 break;
2422         default:
2423                 retval = -EINVAL;
2424                 break;
2425         }
2426
2427         free_cpuset(trialcs);
2428 out_unlock:
2429         percpu_up_write(&cpuset_rwsem);
2430         put_online_cpus();
2431         kernfs_unbreak_active_protection(of->kn);
2432         css_put(&cs->css);
2433         flush_workqueue(cpuset_migrate_mm_wq);
2434         return retval ?: nbytes;
2435 }
2436
2437 /*
2438  * These ascii lists should be read in a single call, by using a user
2439  * buffer large enough to hold the entire map.  If read in smaller
2440  * chunks, there is no guarantee of atomicity.  Since the display format
2441  * used, list of ranges of sequential numbers, is variable length,
2442  * and since these maps can change value dynamically, one could read
2443  * gibberish by doing partial reads while a list was changing.
2444  */
2445 static int cpuset_common_seq_show(struct seq_file *sf, void *v)
2446 {
2447         struct cpuset *cs = css_cs(seq_css(sf));
2448         cpuset_filetype_t type = seq_cft(sf)->private;
2449         int ret = 0;
2450
2451         spin_lock_irq(&callback_lock);
2452
2453         switch (type) {
2454         case FILE_CPULIST:
2455                 seq_printf(sf, "%*pbl\n", cpumask_pr_args(cs->cpus_allowed));
2456                 break;
2457         case FILE_MEMLIST:
2458                 seq_printf(sf, "%*pbl\n", nodemask_pr_args(&cs->mems_allowed));
2459                 break;
2460         case FILE_EFFECTIVE_CPULIST:
2461                 seq_printf(sf, "%*pbl\n", cpumask_pr_args(cs->effective_cpus));
2462                 break;
2463         case FILE_EFFECTIVE_MEMLIST:
2464                 seq_printf(sf, "%*pbl\n", nodemask_pr_args(&cs->effective_mems));
2465                 break;
2466         case FILE_SUBPARTS_CPULIST:
2467                 seq_printf(sf, "%*pbl\n", cpumask_pr_args(cs->subparts_cpus));
2468                 break;
2469         default:
2470                 ret = -EINVAL;
2471         }
2472
2473         spin_unlock_irq(&callback_lock);
2474         return ret;
2475 }
2476
2477 static u64 cpuset_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css, struct cftype *cft)
2478 {
2479         struct cpuset *cs = css_cs(css);
2480         cpuset_filetype_t type = cft->private;
2481         switch (type) {
2482         case FILE_CPU_EXCLUSIVE:
2483                 return is_cpu_exclusive(cs);
2484         case FILE_MEM_EXCLUSIVE:
2485                 return is_mem_exclusive(cs);
2486         case FILE_MEM_HARDWALL:
2487                 return is_mem_hardwall(cs);
2488         case FILE_SCHED_LOAD_BALANCE:
2489                 return is_sched_load_balance(cs);
2490         case FILE_MEMORY_MIGRATE:
2491                 return is_memory_migrate(cs);
2492         case FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED:
2493                 return cpuset_memory_pressure_enabled;
2494         case FILE_MEMORY_PRESSURE:
2495                 return fmeter_getrate(&cs->fmeter);
2496         case FILE_SPREAD_PAGE:
2497                 return is_spread_page(cs);
2498         case FILE_SPREAD_SLAB:
2499                 return is_spread_slab(cs);
2500         default:
2501                 BUG();
2502         }
2503
2504         /* Unreachable but makes gcc happy */
2505         return 0;
2506 }
2507
2508 static s64 cpuset_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css, struct cftype *cft)
2509 {
2510         struct cpuset *cs = css_cs(css);
2511         cpuset_filetype_t type = cft->private;
2512         switch (type) {
2513         case FILE_SCHED_RELAX_DOMAIN_LEVEL:
2514                 return cs->relax_domain_level;
2515         default:
2516                 BUG();
2517         }
2518
2519         /* Unrechable but makes gcc happy */
2520         return 0;
2521 }
2522
2523 static int sched_partition_show(struct seq_file *seq, void *v)
2524 {
2525         struct cpuset *cs = css_cs(seq_css(seq));
2526
2527         switch (cs->partition_root_state) {
2528         case PRS_ENABLED:
2529                 seq_puts(seq, "root\n");
2530                 break;
2531         case PRS_DISABLED:
2532                 seq_puts(seq, "member\n");
2533                 break;
2534         case PRS_ERROR:
2535                 seq_puts(seq, "root invalid\n");
2536                 break;
2537         }
2538         return 0;
2539 }
2540
2541 static ssize_t sched_partition_write(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
2542                                      size_t nbytes, loff_t off)
2543 {
2544         struct cpuset *cs = css_cs(of_css(of));
2545         int val;
2546         int retval = -ENODEV;
2547
2548         buf = strstrip(buf);
2549
2550         /*
2551          * Convert "root" to ENABLED, and convert "member" to DISABLED.
2552          */
2553         if (!strcmp(buf, "root"))
2554                 val = PRS_ENABLED;
2555         else if (!strcmp(buf, "member"))
2556                 val = PRS_DISABLED;
2557         else
2558                 return -EINVAL;
2559
2560         css_get(&cs->css);
2561         get_online_cpus();
2562         percpu_down_write(&cpuset_rwsem);
2563         if (!is_cpuset_online(cs))
2564                 goto out_unlock;
2565
2566         retval = update_prstate(cs, val);
2567 out_unlock:
2568         percpu_up_write(&cpuset_rwsem);
2569         put_online_cpus();
2570         css_put(&cs->css);
2571         return retval ?: nbytes;
2572 }
2573
2574 /*
2575  * for the common functions, 'private' gives the type of file
2576  */
2577
2578 static struct cftype legacy_files[] = {
2579         {
2580                 .name = "cpus",
2581                 .seq_show = cpuset_common_seq_show,
2582                 .write = cpuset_write_resmask,
2583                 .max_write_len = (100U + 6 * NR_CPUS),
2584                 .private = FILE_CPULIST,
2585         },
2586
2587         {
2588                 .name = "mems",
2589                 .seq_show = cpuset_common_seq_show,
2590                 .write = cpuset_write_resmask,
2591                 .max_write_len = (100U + 6 * MAX_NUMNODES),
2592                 .private = FILE_MEMLIST,
2593         },
2594
2595         {
2596                 .name = "effective_cpus",
2597                 .seq_show = cpuset_common_seq_show,
2598                 .private = FILE_EFFECTIVE_CPULIST,
2599         },
2600
2601         {
2602                 .name = "effective_mems",
2603                 .seq_show = cpuset_common_seq_show,
2604                 .private = FILE_EFFECTIVE_MEMLIST,
2605         },
2606
2607         {
2608                 .name = "cpu_exclusive",
2609                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
2610                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
2611                 .private = FILE_CPU_EXCLUSIVE,
2612         },
2613
2614         {
2615                 .name = "mem_exclusive",
2616                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
2617                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
2618                 .private = FILE_MEM_EXCLUSIVE,
2619         },
2620
2621         {
2622                 .name = "mem_hardwall",
2623                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
2624                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
2625                 .private = FILE_MEM_HARDWALL,
2626         },
2627
2628         {
2629                 .name = "sched_load_balance",
2630                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
2631                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
2632                 .private = FILE_SCHED_LOAD_BALANCE,
2633         },
2634
2635         {
2636                 .name = "sched_relax_domain_level",
2637                 .read_s64 = cpuset_read_s64,
2638                 .write_s64 = cpuset_write_s64,
2639                 .private = FILE_SCHED_RELAX_DOMAIN_LEVEL,
2640         },
2641
2642         {
2643                 .name = "memory_migrate",
2644                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
2645                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
2646                 .private = FILE_MEMORY_MIGRATE,
2647         },
2648
2649         {
2650                 .name = "memory_pressure",
2651                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
2652                 .private = FILE_MEMORY_PRESSURE,
2653         },
2654
2655         {
2656                 .name = "memory_spread_page",
2657                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
2658                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
2659                 .private = FILE_SPREAD_PAGE,
2660         },
2661
2662         {
2663                 .name = "memory_spread_slab",
2664                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
2665                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
2666                 .private = FILE_SPREAD_SLAB,
2667         },
2668
2669         {
2670                 .name = "memory_pressure_enabled",
2671                 .flags = CFTYPE_ONLY_ON_ROOT,
2672                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
2673                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
2674                 .private = FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED,
2675         },
2676
2677         { }     /* terminate */
2678 };
2679
2680 /*
2681  * This is currently a minimal set for the default hierarchy. It can be
2682  * expanded later on by migrating more features and control files from v1.
2683  */
2684 static struct cftype dfl_files[] = {
2685         {
2686                 .name = "cpus",
2687                 .seq_show = cpuset_common_seq_show,
2688                 .write = cpuset_write_resmask,
2689                 .max_write_len = (100U + 6 * NR_CPUS),
2690                 .private = FILE_CPULIST,
2691                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
2692         },
2693
2694         {
2695                 .name = "mems",
2696                 .seq_show = cpuset_common_seq_show,
2697                 .write = cpuset_write_resmask,
2698                 .max_write_len = (100U + 6 * MAX_NUMNODES),
2699                 .private = FILE_MEMLIST,
2700                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
2701         },
2702
2703         {
2704                 .name = "cpus.effective",
2705                 .seq_show = cpuset_common_seq_show,
2706                 .private = FILE_EFFECTIVE_CPULIST,
2707         },
2708
2709         {
2710                 .name = "mems.effective",
2711                 .seq_show = cpuset_common_seq_show,
2712                 .private = FILE_EFFECTIVE_MEMLIST,
2713         },
2714
2715         {
2716                 .name = "cpus.partition",
2717                 .seq_show = sched_partition_show,
2718                 .write = sched_partition_write,
2719                 .private = FILE_PARTITION_ROOT,
2720                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
2721         },
2722
2723         {
2724                 .name = "cpus.subpartitions",
2725                 .seq_show = cpuset_common_seq_show,
2726                 .private = FILE_SUBPARTS_CPULIST,
2727                 .flags = CFTYPE_DEBUG,
2728         },
2729
2730         { }     /* terminate */
2731 };
2732
2733
2734 /*
2735  *      cpuset_css_alloc - allocate a cpuset css
2736  *      cgrp:   control group that the new cpuset will be part of
2737  */
2738
2739 static struct cgroup_subsys_state *
2740 cpuset_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
2741 {
2742         struct cpuset *cs;
2743
2744         if (!parent_css)
2745                 return &top_cpuset.css;
2746
2747         cs = kzalloc(sizeof(*cs), GFP_KERNEL);
2748         if (!cs)
2749                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2750
2751         if (alloc_cpumasks(cs, NULL)) {
2752                 kfree(cs);
2753                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2754         }
2755
2756         set_bit(CS_SCHED_LOAD_BALANCE, &cs->flags);
2757         nodes_clear(cs->mems_allowed);
2758         nodes_clear(cs->effective_mems);
2759         fmeter_init(&cs->fmeter);
2760         cs->relax_domain_level = -1;
2761
2762         return &cs->css;
2763 }
2764
2765 static int cpuset_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
2766 {
2767         struct cpuset *cs = css_cs(css);
2768         struct cpuset *parent = parent_cs(cs);
2769         struct cpuset *tmp_cs;
2770         struct cgroup_subsys_state *pos_css;
2771
2772         if (!parent)
2773                 return 0;
2774
2775         get_online_cpus();
2776         percpu_down_write(&cpuset_rwsem);
2777
2778         set_bit(CS_ONLINE, &cs->flags);
2779         if (is_spread_page(parent))
2780                 set_bit(CS_SPREAD_PAGE, &cs->flags);
2781         if (is_spread_slab(parent))
2782                 set_bit(CS_SPREAD_SLAB, &cs->flags);
2783
2784         cpuset_inc();
2785
2786         spin_lock_irq(&callback_lock);
2787         if (is_in_v2_mode()) {
2788                 cpumask_copy(cs->effective_cpus, parent->effective_cpus);
2789                 cs->effective_mems = parent->effective_mems;
2790                 cs->use_parent_ecpus = true;
2791                 parent->child_ecpus_count++;
2792         }
2793         spin_unlock_irq(&callback_lock);
2794
2795         if (!test_bit(CGRP_CPUSET_CLONE_CHILDREN, &css->cgroup->flags))
2796                 goto out_unlock;
2797
2798         /*
2799          * Clone @parent's configuration if CGRP_CPUSET_CLONE_CHILDREN is
2800          * set.  This flag handling is implemented in cgroup core for
2801          * histrical reasons - the flag may be specified during mount.
2802          *
2803          * Currently, if any sibling cpusets have exclusive cpus or mem, we
2804          * refuse to clone the configuration - thereby refusing the task to
2805          * be entered, and as a result refusing the sys_unshare() or
2806          * clone() which initiated it.  If this becomes a problem for some
2807          * users who wish to allow that scenario, then this could be
2808          * changed to grant parent->cpus_allowed-sibling_cpus_exclusive
2809          * (and likewise for mems) to the new cgroup.
2810          */
2811         rcu_read_lock();
2812         cpuset_for_each_child(tmp_cs, pos_css, parent) {
2813                 if (is_mem_exclusive(tmp_cs) || is_cpu_exclusive(tmp_cs)) {
2814                         rcu_read_unlock();
2815                         goto out_unlock;
2816                 }
2817         }
2818         rcu_read_unlock();
2819
2820         spin_lock_irq(&callback_lock);
2821         cs->mems_allowed = parent->mems_allowed;
2822         cs->effective_mems = parent->mems_allowed;
2823         cpumask_copy(cs->cpus_allowed, parent->cpus_allowed);
2824         cpumask_copy(cs->effective_cpus, parent->cpus_allowed);
2825         spin_unlock_irq(&callback_lock);
2826 out_unlock:
2827         percpu_up_write(&cpuset_rwsem);
2828         put_online_cpus();
2829         return 0;
2830 }
2831
2832 /*
2833  * If the cpuset being removed has its flag 'sched_load_balance'
2834  * enabled, then simulate turning sched_load_balance off, which
2835  * will call rebuild_sched_domains_locked(). That is not needed
2836  * in the default hierarchy where only changes in partition
2837  * will cause repartitioning.
2838  *
2839  * If the cpuset has the 'sched.partition' flag enabled, simulate
2840  * turning 'sched.partition" off.
2841  */
2842
2843 static void cpuset_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
2844 {
2845         struct cpuset *cs = css_cs(css);
2846
2847         get_online_cpus();
2848         percpu_down_write(&cpuset_rwsem);
2849
2850         if (is_partition_root(cs))
2851                 update_prstate(cs, 0);
2852
2853         if (!cgroup_subsys_on_dfl(cpuset_cgrp_subsys) &&
2854             is_sched_load_balance(cs))
2855                 update_flag(CS_SCHED_LOAD_BALANCE, cs, 0);
2856
2857         if (cs->use_parent_ecpus) {
2858                 struct cpuset *parent = parent_cs(cs);
2859
2860                 cs->use_parent_ecpus = false;
2861                 parent->child_ecpus_count--;
2862         }
2863
2864         cpuset_dec();
2865         clear_bit(CS_ONLINE, &cs->flags);
2866
2867         percpu_up_write(&cpuset_rwsem);
2868         put_online_cpus();
2869 }
2870
2871 static void cpuset_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
2872 {
2873         struct cpuset *cs = css_cs(css);
2874
2875         free_cpuset(cs);
2876 }
2877
2878 static void cpuset_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
2879 {
2880         percpu_down_write(&cpuset_rwsem);
2881         spin_lock_irq(&callback_lock);
2882
2883         if (is_in_v2_mode()) {
2884                 cpumask_copy(top_cpuset.cpus_allowed, cpu_possible_mask);
2885                 top_cpuset.mems_allowed = node_possible_map;
2886         } else {
2887                 cpumask_copy(top_cpuset.cpus_allowed,
2888                              top_cpuset.effective_cpus);
2889                 top_cpuset.mems_allowed = top_cpuset.effective_mems;
2890         }
2891
2892         spin_unlock_irq(&callback_lock);
2893         percpu_up_write(&cpuset_rwsem);
2894 }
2895
2896 /*
2897  * Make sure the new task conform to the current state of its parent,
2898  * which could have been changed by cpuset just after it inherits the
2899  * state from the parent and before it sits on the cgroup's task list.
2900  */
2901 static void cpuset_fork(struct task_struct *task)
2902 {
2903         if (task_css_is_root(task, cpuset_cgrp_id))
2904                 return;
2905
2906         set_cpus_allowed_ptr(task, current->cpus_ptr);
2907         task->mems_allowed = current->mems_allowed;
2908 }
2909
2910 struct cgroup_subsys cpuset_cgrp_subsys = {
2911         .css_alloc      = cpuset_css_alloc,
2912         .css_online     = cpuset_css_online,
2913         .css_offline    = cpuset_css_offline,
2914         .css_free       = cpuset_css_free,
2915         .can_attach     = cpuset_can_attach,
2916         .cancel_attach  = cpuset_cancel_attach,
2917         .attach         = cpuset_attach,
2918         .post_attach    = cpuset_post_attach,
2919         .bind           = cpuset_bind,
2920         .fork           = cpuset_fork,
2921         .legacy_cftypes = legacy_files,
2922         .dfl_cftypes    = dfl_files,
2923         .early_init     = true,
2924         .threaded       = true,
2925 };
2926
2927 /**
2928  * cpuset_init - initialize cpusets at system boot
2929  *
2930  * Description: Initialize top_cpuset
2931  **/
2932
2933 int __init cpuset_init(void)
2934 {
2935         BUG_ON(percpu_init_rwsem(&cpuset_rwsem));
2936
2937         BUG_ON(!alloc_cpumask_var(&top_cpuset.cpus_allowed, GFP_KERNEL));
2938         BUG_ON(!alloc_cpumask_var(&top_cpuset.effective_cpus, GFP_KERNEL));
2939         BUG_ON(!zalloc_cpumask_var(&top_cpuset.subparts_cpus, GFP_KERNEL));
2940
2941         cpumask_setall(top_cpuset.cpus_allowed);
2942         nodes_setall(top_cpuset.mems_allowed);
2943         cpumask_setall(top_cpuset.effective_cpus);
2944         nodes_setall(top_cpuset.effective_mems);
2945
2946         fmeter_init(&top_cpuset.fmeter);
2947         set_bit(CS_SCHED_LOAD_BALANCE, &top_cpuset.flags);
2948         top_cpuset.relax_domain_level = -1;
2949
2950         BUG_ON(!alloc_cpumask_var(&cpus_attach, GFP_KERNEL));
2951
2952         return 0;
2953 }
2954
2955 /*
2956  * If CPU and/or memory hotplug handlers, below, unplug any CPUs
2957  * or memory nodes, we need to walk over the cpuset hierarchy,
2958  * removing that CPU or node from all cpusets.  If this removes the
2959  * last CPU or node from a cpuset, then move the tasks in the empty
2960  * cpuset to its next-highest non-empty parent.
2961  */
2962 static void remove_tasks_in_empty_cpuset(struct cpuset *cs)
2963 {
2964         struct cpuset *parent;
2965
2966         /*
2967          * Find its next-highest non-empty parent, (top cpuset
2968          * has online cpus, so can't be empty).
2969          */
2970         parent = parent_cs(cs);
2971         while (cpumask_empty(parent->cpus_allowed) ||
2972                         nodes_empty(parent->mems_allowed))
2973                 parent = parent_cs(parent);
2974
2975         if (cgroup_transfer_tasks(parent->css.cgroup, cs->css.cgroup)) {
2976                 pr_err("cpuset: failed to transfer tasks out of empty cpuset ");
2977                 pr_cont_cgroup_name(cs->css.cgroup);
2978                 pr_cont("\n");
2979         }
2980 }
2981
2982 static void
2983 hotplug_update_tasks_legacy(struct cpuset *cs,
2984                             struct cpumask *new_cpus, nodemask_t *new_mems,
2985                             bool cpus_updated, bool mems_updated)
2986 {
2987         bool is_empty;
2988
2989         spin_lock_irq(&callback_lock);
2990         cpumask_copy(cs->cpus_allowed, new_cpus);
2991         cpumask_copy(cs->effective_cpus, new_cpus);
2992         cs->mems_allowed = *new_mems;
2993         cs->effective_mems = *new_mems;
2994         spin_unlock_irq(&callback_lock);
2995
2996         /*
2997          * Don't call update_tasks_cpumask() if the cpuset becomes empty,
2998          * as the tasks will be migratecd to an ancestor.
2999          */
3000         if (cpus_updated && !cpumask_empty(cs->cpus_allowed))
3001                 update_tasks_cpumask(cs);
3002         if (mems_updated && !nodes_empty(cs->mems_allowed))
3003                 update_tasks_nodemask(cs);
3004
3005         is_empty = cpumask_empty(cs->cpus_allowed) ||
3006                    nodes_empty(cs->mems_allowed);
3007
3008         percpu_up_write(&cpuset_rwsem);
3009
3010         /*
3011          * Move tasks to the nearest ancestor with execution resources,
3012          * This is full cgroup operation which will also call back into
3013          * cpuset. Should be done outside any lock.
3014          */
3015         if (is_empty)
3016                 remove_tasks_in_empty_cpuset(cs);
3017
3018         percpu_down_write(&cpuset_rwsem);
3019 }
3020
3021 static void
3022 hotplug_update_tasks(struct cpuset *cs,
3023                      struct cpumask *new_cpus, nodemask_t *new_mems,
3024                      bool cpus_updated, bool mems_updated)
3025 {
3026         if (cpumask_empty(new_cpus))
3027                 cpumask_copy(new_cpus, parent_cs(cs)->effective_cpus);
3028         if (nodes_empty(*new_mems))
3029                 *new_mems = parent_cs(cs)->effective_mems;
3030
3031         spin_lock_irq(&callback_lock);
3032         cpumask_copy(cs->effective_cpus, new_cpus);
3033         cs->effective_mems = *new_mems;
3034         spin_unlock_irq(&callback_lock);
3035
3036         if (cpus_updated)
3037                 update_tasks_cpumask(cs);
3038         if (mems_updated)
3039                 update_tasks_nodemask(cs);
3040 }
3041
3042 static bool force_rebuild;
3043
3044 void cpuset_force_rebuild(void)
3045 {
3046         force_rebuild = true;
3047 }
3048
3049 /**
3050  * cpuset_hotplug_update_tasks - update tasks in a cpuset for hotunplug
3051  * @cs: cpuset in interest
3052  * @tmp: the tmpmasks structure pointer
3053  *
3054  * Compare @cs's cpu and mem masks against top_cpuset and if some have gone
3055  * offline, update @cs accordingly.  If @cs ends up with no CPU or memory,
3056  * all its tasks are moved to the nearest ancestor with both resources.
3057  */
3058 static void cpuset_hotplug_update_tasks(struct cpuset *cs, struct tmpmasks *tmp)
3059 {
3060         static cpumask_t new_cpus;
3061         static nodemask_t new_mems;
3062         bool cpus_updated;
3063         bool mems_updated;
3064         struct cpuset *parent;
3065 retry:
3066         wait_event(cpuset_attach_wq, cs->attach_in_progress == 0);
3067
3068         percpu_down_write(&cpuset_rwsem);
3069
3070         /*
3071          * We have raced with task attaching. We wait until attaching
3072          * is finished, so we won't attach a task to an empty cpuset.
3073          */
3074         if (cs->attach_in_progress) {
3075                 percpu_up_write(&cpuset_rwsem);
3076                 goto retry;
3077         }
3078
3079         parent =  parent_cs(cs);
3080         compute_effective_cpumask(&new_cpus, cs, parent);
3081         nodes_and(new_mems, cs->mems_allowed, parent->effective_mems);
3082
3083         if (cs->nr_subparts_cpus)
3084                 /*
3085                  * Make sure that CPUs allocated to child partitions
3086                  * do not show up in effective_cpus.
3087                  */
3088                 cpumask_andnot(&new_cpus, &new_cpus, cs->subparts_cpus);
3089
3090         if (!tmp || !cs->partition_root_state)
3091                 goto update_tasks;
3092
3093         /*
3094          * In the unlikely event that a partition root has empty
3095          * effective_cpus or its parent becomes erroneous, we have to
3096          * transition it to the erroneous state.
3097          */
3098         if (is_partition_root(cs) && (cpumask_empty(&new_cpus) ||
3099            (parent->partition_root_state == PRS_ERROR))) {
3100                 if (cs->nr_subparts_cpus) {
3101                         cs->nr_subparts_cpus = 0;
3102                         cpumask_clear(cs->subparts_cpus);
3103                         compute_effective_cpumask(&new_cpus, cs, parent);
3104                 }
3105
3106                 /*
3107                  * If the effective_cpus is empty because the child
3108                  * partitions take away all the CPUs, we can keep
3109                  * the current partition and let the child partitions
3110                  * fight for available CPUs.
3111                  */
3112                 if ((parent->partition_root_state == PRS_ERROR) ||
3113                      cpumask_empty(&new_cpus)) {
3114                         update_parent_subparts_cpumask(cs, partcmd_disable,
3115                                                        NULL, tmp);
3116                         cs->partition_root_state = PRS_ERROR;
3117                 }
3118                 cpuset_force_rebuild();
3119         }
3120
3121         /*
3122          * On the other hand, an erroneous partition root may be transitioned
3123          * back to a regular one or a partition root with no CPU allocated
3124          * from the parent may change to erroneous.
3125          */
3126         if (is_partition_root(parent) &&
3127            ((cs->partition_root_state == PRS_ERROR) ||
3128             !cpumask_intersects(&new_cpus, parent->subparts_cpus)) &&
3129              update_parent_subparts_cpumask(cs, partcmd_update, NULL, tmp))
3130                 cpuset_force_rebuild();
3131
3132 update_tasks:
3133         cpus_updated = !cpumask_equal(&new_cpus, cs->effective_cpus);
3134         mems_updated = !nodes_equal(new_mems, cs->effective_mems);
3135
3136         if (is_in_v2_mode())
3137                 hotplug_update_tasks(cs, &new_cpus, &new_mems,
3138                                      cpus_updated, mems_updated);
3139         else
3140                 hotplug_update_tasks_legacy(cs, &new_cpus, &new_mems,
3141                                             cpus_updated, mems_updated);
3142
3143         percpu_up_write(&cpuset_rwsem);
3144 }
3145
3146 /**
3147  * cpuset_hotplug_workfn - handle CPU/memory hotunplug for a cpuset
3148  *
3149  * This function is called after either CPU or memory configuration has
3150  * changed and updates cpuset accordingly.  The top_cpuset is always
3151  * synchronized to cpu_active_mask and N_MEMORY, which is necessary in
3152  * order to make cpusets transparent (of no affect) on systems that are
3153  * actively using CPU hotplug but making no active use of cpusets.
3154  *
3155  * Non-root cpusets are only affected by offlining.  If any CPUs or memory
3156  * nodes have been taken down, cpuset_hotplug_update_tasks() is invoked on
3157  * all descendants.
3158  *
3159  * Note that CPU offlining during suspend is ignored.  We don't modify
3160  * cpusets across suspend/resume cycles at all.
3161  */
3162 static void cpuset_hotplug_workfn(struct work_struct *work)
3163 {
3164         static cpumask_t new_cpus;
3165         static nodemask_t new_mems;
3166         bool cpus_updated, mems_updated;
3167         bool on_dfl = is_in_v2_mode();
3168         struct tmpmasks tmp, *ptmp = NULL;
3169
3170         if (on_dfl && !alloc_cpumasks(NULL, &tmp))
3171                 ptmp = &tmp;
3172
3173         percpu_down_write(&cpuset_rwsem);
3174
3175         /* fetch the available cpus/mems and find out which changed how */
3176         cpumask_copy(&new_cpus, cpu_active_mask);
3177         new_mems = node_states[N_MEMORY];
3178
3179         /*
3180          * If subparts_cpus is populated, it is likely that the check below
3181          * will produce a false positive on cpus_updated when the cpu list
3182          * isn't changed. It is extra work, but it is better to be safe.
3183          */
3184         cpus_updated = !cpumask_equal(top_cpuset.effective_cpus, &new_cpus);
3185         mems_updated = !nodes_equal(top_cpuset.effective_mems, new_mems);
3186
3187         /*
3188          * In the rare case that hotplug removes all the cpus in subparts_cpus,
3189          * we assumed that cpus are updated.
3190          */
3191         if (!cpus_updated && top_cpuset.nr_subparts_cpus)
3192                 cpus_updated = true;
3193
3194         /* synchronize cpus_allowed to cpu_active_mask */
3195         if (cpus_updated) {
3196                 spin_lock_irq(&callback_lock);
3197                 if (!on_dfl)
3198                         cpumask_copy(top_cpuset.cpus_allowed, &new_cpus);
3199                 /*
3200                  * Make sure that CPUs allocated to child partitions
3201                  * do not show up in effective_cpus. If no CPU is left,
3202                  * we clear the subparts_cpus & let the child partitions
3203                  * fight for the CPUs again.
3204                  */
3205                 if (top_cpuset.nr_subparts_cpus) {
3206                         if (cpumask_subset(&new_cpus,
3207                                            top_cpuset.subparts_cpus)) {
3208                                 top_cpuset.nr_subparts_cpus = 0;
3209                                 cpumask_clear(top_cpuset.subparts_cpus);
3210                         } else {
3211                                 cpumask_andnot(&new_cpus, &new_cpus,
3212                                                top_cpuset.subparts_cpus);
3213                         }
3214                 }
3215                 cpumask_copy(top_cpuset.effective_cpus, &new_cpus);
3216                 spin_unlock_irq(&callback_lock);
3217                 /* we don't mess with cpumasks of tasks in top_cpuset */
3218         }
3219
3220         /* synchronize mems_allowed to N_MEMORY */
3221         if (mems_updated) {
3222                 spin_lock_irq(&callback_lock);
3223                 if (!on_dfl)
3224                         top_cpuset.mems_allowed = new_mems;
3225                 top_cpuset.effective_mems = new_mems;
3226                 spin_unlock_irq(&callback_lock);
3227                 update_tasks_nodemask(&top_cpuset);
3228         }
3229
3230         percpu_up_write(&cpuset_rwsem);
3231
3232         /* if cpus or mems changed, we need to propagate to descendants */
3233         if (cpus_updated || mems_updated) {
3234                 struct cpuset *cs;
3235                 struct cgroup_subsys_state *pos_css;
3236
3237                 rcu_read_lock();
3238                 cpuset_for_each_descendant_pre(cs, pos_css, &top_cpuset) {
3239                         if (cs == &top_cpuset || !css_tryget_online(&cs->css))
3240                                 continue;
3241                         rcu_read_unlock();
3242
3243                         cpuset_hotplug_update_tasks(cs, ptmp);
3244
3245                         rcu_read_lock();
3246                         css_put(&cs->css);
3247                 }
3248                 rcu_read_unlock();
3249         }
3250
3251         /* rebuild sched domains if cpus_allowed has changed */
3252         if (cpus_updated || force_rebuild) {
3253                 force_rebuild = false;
3254                 rebuild_sched_domains();
3255         }
3256
3257         free_cpumasks(NULL, ptmp);
3258 }
3259
3260 void cpuset_update_active_cpus(void)
3261 {
3262         /*
3263          * We're inside cpu hotplug critical region which usually nests
3264          * inside cgroup synchronization.  Bounce actual hotplug processing
3265          * to a work item to avoid reverse locking order.
3266          */
3267         schedule_work(&cpuset_hotplug_work);
3268 }
3269
3270 void cpuset_wait_for_hotplug(void)
3271 {
3272         flush_work(&cpuset_hotplug_work);
3273 }
3274
3275 /*
3276  * Keep top_cpuset.mems_allowed tracking node_states[N_MEMORY].
3277  * Call this routine anytime after node_states[N_MEMORY] changes.
3278  * See cpuset_update_active_cpus() for CPU hotplug handling.
3279  */
3280 static int cpuset_track_online_nodes(struct notifier_block *self,
3281                                 unsigned long action, void *arg)
3282 {
3283         schedule_work(&cpuset_hotplug_work);
3284         return NOTIFY_OK;
3285 }
3286
3287 static struct notifier_block cpuset_track_online_nodes_nb = {
3288         .notifier_call = cpuset_track_online_nodes,
3289         .priority = 10,         /* ??! */
3290 };
3291
3292 /**
3293  * cpuset_init_smp - initialize cpus_allowed
3294  *
3295  * Description: Finish top cpuset after cpu, node maps are initialized
3296  */
3297 void __init cpuset_init_smp(void)
3298 {
3299         /*
3300          * cpus_allowd/mems_allowed set to v2 values in the initial
3301          * cpuset_bind() call will be reset to v1 values in another
3302          * cpuset_bind() call when v1 cpuset is mounted.
3303          */
3304         top_cpuset.old_mems_allowed = top_cpuset.mems_allowed;
3305
3306         cpumask_copy(top_cpuset.effective_cpus, cpu_active_mask);
3307         top_cpuset.effective_mems = node_states[N_MEMORY];
3308
3309         register_hotmemory_notifier(&cpuset_track_online_nodes_nb);
3310
3311         cpuset_migrate_mm_wq = alloc_ordered_workqueue("cpuset_migrate_mm", 0);
3312         BUG_ON(!cpuset_migrate_mm_wq);
3313 }
3314
3315 /**
3316  * cpuset_cpus_allowed - return cpus_allowed mask from a tasks cpuset.
3317  * @tsk: pointer to task_struct from which to obtain cpuset->cpus_allowed.
3318  * @pmask: pointer to struct cpumask variable to receive cpus_allowed set.
3319  *
3320  * Description: Returns the cpumask_var_t cpus_allowed of the cpuset
3321  * attached to the specified @tsk.  Guaranteed to return some non-empty
3322  * subset of cpu_online_mask, even if this means going outside the
3323  * tasks cpuset.
3324  **/
3325
3326 void cpuset_cpus_allowed(struct task_struct *tsk, struct cpumask *pmask)
3327 {
3328         unsigned long flags;
3329
3330         spin_lock_irqsave(&callback_lock, flags);
3331         rcu_read_lock();
3332         guarantee_online_cpus(task_cs(tsk), pmask);
3333         rcu_read_unlock();
3334         spin_unlock_irqrestore(&callback_lock, flags);
3335 }
3336
3337 /**
3338  * cpuset_cpus_allowed_fallback - final fallback before complete catastrophe.
3339  * @tsk: pointer to task_struct with which the scheduler is struggling
3340  *
3341  * Description: In the case that the scheduler cannot find an allowed cpu in
3342  * tsk->cpus_allowed, we fall back to task_cs(tsk)->cpus_allowed. In legacy
3343  * mode however, this value is the same as task_cs(tsk)->effective_cpus,
3344  * which will not contain a sane cpumask during cases such as cpu hotplugging.
3345  * This is the absolute last resort for the scheduler and it is only used if
3346  * _every_ other avenue has been traveled.
3347  **/
3348
3349 void cpuset_cpus_allowed_fallback(struct task_struct *tsk)
3350 {
3351         rcu_read_lock();
3352         do_set_cpus_allowed(tsk, is_in_v2_mode() ?
3353                 task_cs(tsk)->cpus_allowed : cpu_possible_mask);
3354         rcu_read_unlock();
3355
3356         /*
3357          * We own tsk->cpus_allowed, nobody can change it under us.
3358          *
3359          * But we used cs && cs->cpus_allowed lockless and thus can
3360          * race with cgroup_attach_task() or update_cpumask() and get
3361          * the wrong tsk->cpus_allowed. However, both cases imply the
3362          * subsequent cpuset_change_cpumask()->set_cpus_allowed_ptr()
3363          * which takes task_rq_lock().
3364          *
3365          * If we are called after it dropped the lock we must see all
3366          * changes in tsk_cs()->cpus_allowed. Otherwise we can temporary
3367          * set any mask even if it is not right from task_cs() pov,
3368          * the pending set_cpus_allowed_ptr() will fix things.
3369          *
3370          * select_fallback_rq() will fix things ups and set cpu_possible_mask
3371          * if required.
3372          */
3373 }
3374
3375 void __init cpuset_init_current_mems_allowed(void)
3376 {
3377         nodes_setall(current->mems_allowed);
3378 }
3379
3380 /**
3381  * cpuset_mems_allowed - return mems_allowed mask from a tasks cpuset.
3382  * @tsk: pointer to task_struct from which to obtain cpuset->mems_allowed.
3383  *
3384  * Description: Returns the nodemask_t mems_allowed of the cpuset
3385  * attached to the specified @tsk.  Guaranteed to return some non-empty
3386  * subset of node_states[N_MEMORY], even if this means going outside the
3387  * tasks cpuset.
3388  **/
3389
3390 nodemask_t cpuset_mems_allowed(struct task_struct *tsk)
3391 {
3392         nodemask_t mask;
3393         unsigned long flags;
3394
3395         spin_lock_irqsave(&callback_lock, flags);
3396         rcu_read_lock();
3397         guarantee_online_mems(task_cs(tsk), &mask);
3398         rcu_read_unlock();
3399         spin_unlock_irqrestore(&callback_lock, flags);
3400
3401         return mask;
3402 }
3403
3404 /**
3405  * cpuset_nodemask_valid_mems_allowed - check nodemask vs. curremt mems_allowed
3406  * @nodemask: the nodemask to be checked
3407  *
3408  * Are any of the nodes in the nodemask allowed in current->mems_allowed?
3409  */
3410 int cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(nodemask_t *nodemask)
3411 {
3412         return nodes_intersects(*nodemask, current->mems_allowed);
3413 }
3414
3415 /*
3416  * nearest_hardwall_ancestor() - Returns the nearest mem_exclusive or
3417  * mem_hardwall ancestor to the specified cpuset.  Call holding
3418  * callback_lock.  If no ancestor is mem_exclusive or mem_hardwall
3419  * (an unusual configuration), then returns the root cpuset.
3420  */
3421 static struct cpuset *nearest_hardwall_ancestor(struct cpuset *cs)
3422 {
3423         while (!(is_mem_exclusive(cs) || is_mem_hardwall(cs)) && parent_cs(cs))
3424                 cs = parent_cs(cs);
3425         return cs;
3426 }
3427
3428 /**
3429  * cpuset_node_allowed - Can we allocate on a memory node?
3430  * @node: is this an allowed node?
3431  * @gfp_mask: memory allocation flags
3432  *
3433  * If we're in interrupt, yes, we can always allocate.  If @node is set in
3434  * current's mems_allowed, yes.  If it's not a __GFP_HARDWALL request and this
3435  * node is set in the nearest hardwalled cpuset ancestor to current's cpuset,
3436  * yes.  If current has access to memory reserves as an oom victim, yes.
3437  * Otherwise, no.
3438  *
3439  * GFP_USER allocations are marked with the __GFP_HARDWALL bit,
3440  * and do not allow allocations outside the current tasks cpuset
3441  * unless the task has been OOM killed.
3442  * GFP_KERNEL allocations are not so marked, so can escape to the
3443  * nearest enclosing hardwalled ancestor cpuset.
3444  *
3445  * Scanning up parent cpusets requires callback_lock.  The
3446  * __alloc_pages() routine only calls here with __GFP_HARDWALL bit
3447  * _not_ set if it's a GFP_KERNEL allocation, and all nodes in the
3448  * current tasks mems_allowed came up empty on the first pass over
3449  * the zonelist.  So only GFP_KERNEL allocations, if all nodes in the
3450  * cpuset are short of memory, might require taking the callback_lock.
3451  *
3452  * The first call here from mm/page_alloc:get_page_from_freelist()
3453  * has __GFP_HARDWALL set in gfp_mask, enforcing hardwall cpusets,
3454  * so no allocation on a node outside the cpuset is allowed (unless
3455  * in interrupt, of course).
3456  *
3457  * The second pass through get_page_from_freelist() doesn't even call
3458  * here for GFP_ATOMIC calls.  For those calls, the __alloc_pages()
3459  * variable 'wait' is not set, and the bit ALLOC_CPUSET is not set
3460  * in alloc_flags.  That logic and the checks below have the combined
3461  * affect that:
3462  *      in_interrupt - any node ok (current task context irrelevant)
3463  *      GFP_ATOMIC   - any node ok
3464  *      tsk_is_oom_victim   - any node ok
3465  *      GFP_KERNEL   - any node in enclosing hardwalled cpuset ok
3466  *      GFP_USER     - only nodes in current tasks mems allowed ok.
3467  */
3468 bool __cpuset_node_allowed(int node, gfp_t gfp_mask)
3469 {
3470         struct cpuset *cs;              /* current cpuset ancestors */
3471         int allowed;                    /* is allocation in zone z allowed? */
3472         unsigned long flags;
3473
3474         if (in_interrupt())
3475                 return true;
3476         if (node_isset(node, current->mems_allowed))
3477                 return true;
3478         /*
3479          * Allow tasks that have access to memory reserves because they have
3480          * been OOM killed to get memory anywhere.
3481          */
3482         if (unlikely(tsk_is_oom_victim(current)))
3483                 return true;
3484         if (gfp_mask & __GFP_HARDWALL)  /* If hardwall request, stop here */
3485                 return false;
3486
3487         if (current->flags & PF_EXITING) /* Let dying task have memory */
3488                 return true;
3489
3490         /* Not hardwall and node outside mems_allowed: scan up cpusets */
3491         spin_lock_irqsave(&callback_lock, flags);
3492
3493         rcu_read_lock();
3494         cs = nearest_hardwall_ancestor(task_cs(current));
3495         allowed = node_isset(node, cs->mems_allowed);
3496         rcu_read_unlock();
3497
3498         spin_unlock_irqrestore(&callback_lock, flags);
3499         return allowed;
3500 }
3501
3502 /**
3503  * cpuset_mem_spread_node() - On which node to begin search for a file page
3504  * cpuset_slab_spread_node() - On which node to begin search for a slab page
3505  *
3506  * If a task is marked PF_SPREAD_PAGE or PF_SPREAD_SLAB (as for
3507  * tasks in a cpuset with is_spread_page or is_spread_slab set),
3508  * and if the memory allocation used cpuset_mem_spread_node()
3509  * to determine on which node to start looking, as it will for
3510  * certain page cache or slab cache pages such as used for file
3511  * system buffers and inode caches, then instead of starting on the
3512  * local node to look for a free page, rather spread the starting
3513  * node around the tasks mems_allowed nodes.
3514  *
3515  * We don't have to worry about the returned node being offline
3516  * because "it can't happen", and even if it did, it would be ok.
3517  *
3518  * The routines calling guarantee_online_mems() are careful to
3519  * only set nodes in task->mems_allowed that are online.  So it
3520  * should not be possible for the following code to return an
3521  * offline node.  But if it did, that would be ok, as this routine
3522  * is not returning the node where the allocation must be, only
3523  * the node where the search should start.  The zonelist passed to
3524  * __alloc_pages() will include all nodes.  If the slab allocator
3525  * is passed an offline node, it will fall back to the local node.
3526  * See kmem_cache_alloc_node().
3527  */
3528
3529 static int cpuset_spread_node(int *rotor)
3530 {
3531         return *rotor = next_node_in(*rotor, current->mems_allowed);
3532 }
3533
3534 int cpuset_mem_spread_node(void)
3535 {
3536         if (current->cpuset_mem_spread_rotor == NUMA_NO_NODE)
3537                 current->cpuset_mem_spread_rotor =
3538                         node_random(&current->mems_allowed);
3539
3540         return cpuset_spread_node(&current->cpuset_mem_spread_rotor);
3541 }
3542
3543 int cpuset_slab_spread_node(void)
3544 {
3545         if (current->cpuset_slab_spread_rotor == NUMA_NO_NODE)
3546                 current->cpuset_slab_spread_rotor =
3547                         node_random(&current->mems_allowed);
3548
3549         return cpuset_spread_node(&current->cpuset_slab_spread_rotor);
3550 }
3551
3552 EXPORT_SYMBOL_GPL(cpuset_mem_spread_node);
3553
3554 /**
3555  * cpuset_mems_allowed_intersects - Does @tsk1's mems_allowed intersect @tsk2's?
3556  * @tsk1: pointer to task_struct of some task.
3557  * @tsk2: pointer to task_struct of some other task.
3558  *
3559  * Description: Return true if @tsk1's mems_allowed intersects the
3560  * mems_allowed of @tsk2.  Used by the OOM killer to determine if
3561  * one of the task's memory usage might impact the memory available
3562  * to the other.
3563  **/
3564
3565 int cpuset_mems_allowed_intersects(const struct task_struct *tsk1,
3566                                    const struct task_struct *tsk2)
3567 {
3568         return nodes_intersects(tsk1->mems_allowed, tsk2->mems_allowed);
3569 }
3570
3571 /**
3572  * cpuset_print_current_mems_allowed - prints current's cpuset and mems_allowed
3573  *
3574  * Description: Prints current's name, cpuset name, and cached copy of its
3575  * mems_allowed to the kernel log.
3576  */
3577 void cpuset_print_current_mems_allowed(void)
3578 {
3579         struct cgroup *cgrp;
3580
3581         rcu_read_lock();
3582
3583         cgrp = task_cs(current)->css.cgroup;
3584         pr_cont(",cpuset=");
3585         pr_cont_cgroup_name(cgrp);
3586         pr_cont(",mems_allowed=%*pbl",
3587                 nodemask_pr_args(&current->mems_allowed));
3588
3589         rcu_read_unlock();
3590 }
3591
3592 /*
3593  * Collection of memory_pressure is suppressed unless
3594  * this flag is enabled by writing "1" to the special
3595  * cpuset file 'memory_pressure_enabled' in the root cpuset.
3596  */
3597
3598 int cpuset_memory_pressure_enabled __read_mostly;
3599
3600 /**
3601  * cpuset_memory_pressure_bump - keep stats of per-cpuset reclaims.
3602  *
3603  * Keep a running average of the rate of synchronous (direct)
3604  * page reclaim efforts initiated by tasks in each cpuset.
3605  *
3606  * This represents the rate at which some task in the cpuset
3607  * ran low on memory on all nodes it was allowed to use, and
3608  * had to enter the kernels page reclaim code in an effort to
3609  * create more free memory by tossing clean pages or swapping
3610  * or writing dirty pages.
3611  *
3612  * Display to user space in the per-cpuset read-only file
3613  * "memory_pressure".  Value displayed is an integer
3614  * representing the recent rate of entry into the synchronous
3615  * (direct) page reclaim by any task attached to the cpuset.
3616  **/
3617
3618 void __cpuset_memory_pressure_bump(void)
3619 {
3620         rcu_read_lock();
3621         fmeter_markevent(&task_cs(current)->fmeter);
3622         rcu_read_unlock();
3623 }
3624
3625 #ifdef CONFIG_PROC_PID_CPUSET
3626 /*
3627  * proc_cpuset_show()
3628  *  - Print tasks cpuset path into seq_file.
3629  *  - Used for /proc/<pid>/cpuset.
3630  *  - No need to task_lock(tsk) on this tsk->cpuset reference, as it
3631  *    doesn't really matter if tsk->cpuset changes after we read it,
3632  *    and we take cpuset_mutex, keeping cpuset_attach() from changing it
3633  *    anyway.
3634  */
3635 int proc_cpuset_show(struct seq_file *m, struct pid_namespace *ns,
3636                      struct pid *pid, struct task_struct *tsk)
3637 {
3638         char *buf;
3639         struct cgroup_subsys_state *css;
3640         int retval;
3641
3642         retval = -ENOMEM;
3643         buf = kmalloc(PATH_MAX, GFP_KERNEL);
3644         if (!buf)
3645                 goto out;
3646
3647         css = task_get_css(tsk, cpuset_cgrp_id);
3648         retval = cgroup_path_ns(css->cgroup, buf, PATH_MAX,
3649                                 current->nsproxy->cgroup_ns);
3650         css_put(css);
3651         if (retval >= PATH_MAX)
3652                 retval = -ENAMETOOLONG;
3653         if (retval < 0)
3654                 goto out_free;
3655         seq_puts(m, buf);
3656         seq_putc(m, '\n');
3657         retval = 0;
3658 out_free:
3659         kfree(buf);
3660 out:
3661         return retval;
3662 }
3663 #endif /* CONFIG_PROC_PID_CPUSET */
3664
3665 /* Display task mems_allowed in /proc/<pid>/status file. */
3666 void cpuset_task_status_allowed(struct seq_file *m, struct task_struct *task)
3667 {
3668         seq_printf(m, "Mems_allowed:\t%*pb\n",
3669                    nodemask_pr_args(&task->mems_allowed));
3670         seq_printf(m, "Mems_allowed_list:\t%*pbl\n",
3671                    nodemask_pr_args(&task->mems_allowed));
3672 }