Merge tag 'ata-6.6-rc1' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/dlemoal...
[linux-2.6-microblaze.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/init.h>
29 #include <linux/interrupt.h>
30 #include <linux/kernel.h>
31 #include <linux/mempolicy.h>
32 #include <linux/mm.h>
33 #include <linux/memory.h>
34 #include <linux/export.h>
35 #include <linux/rcupdate.h>
36 #include <linux/sched.h>
37 #include <linux/sched/deadline.h>
38 #include <linux/sched/mm.h>
39 #include <linux/sched/task.h>
40 #include <linux/security.h>
41 #include <linux/spinlock.h>
42 #include <linux/oom.h>
43 #include <linux/sched/isolation.h>
44 #include <linux/cgroup.h>
45 #include <linux/wait.h>
46
47 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(cpusets_pre_enable_key);
48 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(cpusets_enabled_key);
49
50 /*
51  * There could be abnormal cpuset configurations for cpu or memory
52  * node binding, add this key to provide a quick low-cost judgment
53  * of the situation.
54  */
55 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(cpusets_insane_config_key);
56
57 /* See "Frequency meter" comments, below. */
58
59 struct fmeter {
60         int cnt;                /* unprocessed events count */
61         int val;                /* most recent output value */
62         time64_t time;          /* clock (secs) when val computed */
63         spinlock_t lock;        /* guards read or write of above */
64 };
65
66 /*
67  * Invalid partition error code
68  */
69 enum prs_errcode {
70         PERR_NONE = 0,
71         PERR_INVCPUS,
72         PERR_INVPARENT,
73         PERR_NOTPART,
74         PERR_NOTEXCL,
75         PERR_NOCPUS,
76         PERR_HOTPLUG,
77         PERR_CPUSEMPTY,
78 };
79
80 static const char * const perr_strings[] = {
81         [PERR_INVCPUS]   = "Invalid cpu list in cpuset.cpus",
82         [PERR_INVPARENT] = "Parent is an invalid partition root",
83         [PERR_NOTPART]   = "Parent is not a partition root",
84         [PERR_NOTEXCL]   = "Cpu list in cpuset.cpus not exclusive",
85         [PERR_NOCPUS]    = "Parent unable to distribute cpu downstream",
86         [PERR_HOTPLUG]   = "No cpu available due to hotplug",
87         [PERR_CPUSEMPTY] = "cpuset.cpus is empty",
88 };
89
90 struct cpuset {
91         struct cgroup_subsys_state css;
92
93         unsigned long flags;            /* "unsigned long" so bitops work */
94
95         /*
96          * On default hierarchy:
97          *
98          * The user-configured masks can only be changed by writing to
99          * cpuset.cpus and cpuset.mems, and won't be limited by the
100          * parent masks.
101          *
102          * The effective masks is the real masks that apply to the tasks
103          * in the cpuset. They may be changed if the configured masks are
104          * changed or hotplug happens.
105          *
106          * effective_mask == configured_mask & parent's effective_mask,
107          * and if it ends up empty, it will inherit the parent's mask.
108          *
109          *
110          * On legacy hierarchy:
111          *
112          * The user-configured masks are always the same with effective masks.
113          */
114
115         /* user-configured CPUs and Memory Nodes allow to tasks */
116         cpumask_var_t cpus_allowed;
117         nodemask_t mems_allowed;
118
119         /* effective CPUs and Memory Nodes allow to tasks */
120         cpumask_var_t effective_cpus;
121         nodemask_t effective_mems;
122
123         /*
124          * CPUs allocated to child sub-partitions (default hierarchy only)
125          * - CPUs granted by the parent = effective_cpus U subparts_cpus
126          * - effective_cpus and subparts_cpus are mutually exclusive.
127          *
128          * effective_cpus contains only onlined CPUs, but subparts_cpus
129          * may have offlined ones.
130          */
131         cpumask_var_t subparts_cpus;
132
133         /*
134          * This is old Memory Nodes tasks took on.
135          *
136          * - top_cpuset.old_mems_allowed is initialized to mems_allowed.
137          * - A new cpuset's old_mems_allowed is initialized when some
138          *   task is moved into it.
139          * - old_mems_allowed is used in cpuset_migrate_mm() when we change
140          *   cpuset.mems_allowed and have tasks' nodemask updated, and
141          *   then old_mems_allowed is updated to mems_allowed.
142          */
143         nodemask_t old_mems_allowed;
144
145         struct fmeter fmeter;           /* memory_pressure filter */
146
147         /*
148          * Tasks are being attached to this cpuset.  Used to prevent
149          * zeroing cpus/mems_allowed between ->can_attach() and ->attach().
150          */
151         int attach_in_progress;
152
153         /* partition number for rebuild_sched_domains() */
154         int pn;
155
156         /* for custom sched domain */
157         int relax_domain_level;
158
159         /* number of CPUs in subparts_cpus */
160         int nr_subparts_cpus;
161
162         /* partition root state */
163         int partition_root_state;
164
165         /*
166          * Default hierarchy only:
167          * use_parent_ecpus - set if using parent's effective_cpus
168          * child_ecpus_count - # of children with use_parent_ecpus set
169          */
170         int use_parent_ecpus;
171         int child_ecpus_count;
172
173         /*
174          * number of SCHED_DEADLINE tasks attached to this cpuset, so that we
175          * know when to rebuild associated root domain bandwidth information.
176          */
177         int nr_deadline_tasks;
178         int nr_migrate_dl_tasks;
179         u64 sum_migrate_dl_bw;
180
181         /* Invalid partition error code, not lock protected */
182         enum prs_errcode prs_err;
183
184         /* Handle for cpuset.cpus.partition */
185         struct cgroup_file partition_file;
186 };
187
188 /*
189  * Partition root states:
190  *
191  *   0 - member (not a partition root)
192  *   1 - partition root
193  *   2 - partition root without load balancing (isolated)
194  *  -1 - invalid partition root
195  *  -2 - invalid isolated partition root
196  */
197 #define PRS_MEMBER              0
198 #define PRS_ROOT                1
199 #define PRS_ISOLATED            2
200 #define PRS_INVALID_ROOT        -1
201 #define PRS_INVALID_ISOLATED    -2
202
203 static inline bool is_prs_invalid(int prs_state)
204 {
205         return prs_state < 0;
206 }
207
208 /*
209  * Temporary cpumasks for working with partitions that are passed among
210  * functions to avoid memory allocation in inner functions.
211  */
212 struct tmpmasks {
213         cpumask_var_t addmask, delmask; /* For partition root */
214         cpumask_var_t new_cpus;         /* For update_cpumasks_hier() */
215 };
216
217 static inline struct cpuset *css_cs(struct cgroup_subsys_state *css)
218 {
219         return css ? container_of(css, struct cpuset, css) : NULL;
220 }
221
222 /* Retrieve the cpuset for a task */
223 static inline struct cpuset *task_cs(struct task_struct *task)
224 {
225         return css_cs(task_css(task, cpuset_cgrp_id));
226 }
227
228 static inline struct cpuset *parent_cs(struct cpuset *cs)
229 {
230         return css_cs(cs->css.parent);
231 }
232
233 void inc_dl_tasks_cs(struct task_struct *p)
234 {
235         struct cpuset *cs = task_cs(p);
236
237         cs->nr_deadline_tasks++;
238 }
239
240 void dec_dl_tasks_cs(struct task_struct *p)
241 {
242         struct cpuset *cs = task_cs(p);
243
244         cs->nr_deadline_tasks--;
245 }
246
247 /* bits in struct cpuset flags field */
248 typedef enum {
249         CS_ONLINE,
250         CS_CPU_EXCLUSIVE,
251         CS_MEM_EXCLUSIVE,
252         CS_MEM_HARDWALL,
253         CS_MEMORY_MIGRATE,
254         CS_SCHED_LOAD_BALANCE,
255         CS_SPREAD_PAGE,
256         CS_SPREAD_SLAB,
257 } cpuset_flagbits_t;
258
259 /* convenient tests for these bits */
260 static inline bool is_cpuset_online(struct cpuset *cs)
261 {
262         return test_bit(CS_ONLINE, &cs->flags) && !css_is_dying(&cs->css);
263 }
264
265 static inline int is_cpu_exclusive(const struct cpuset *cs)
266 {
267         return test_bit(CS_CPU_EXCLUSIVE, &cs->flags);
268 }
269
270 static inline int is_mem_exclusive(const struct cpuset *cs)
271 {
272         return test_bit(CS_MEM_EXCLUSIVE, &cs->flags);
273 }
274
275 static inline int is_mem_hardwall(const struct cpuset *cs)
276 {
277         return test_bit(CS_MEM_HARDWALL, &cs->flags);
278 }
279
280 static inline int is_sched_load_balance(const struct cpuset *cs)
281 {
282         return test_bit(CS_SCHED_LOAD_BALANCE, &cs->flags);
283 }
284
285 static inline int is_memory_migrate(const struct cpuset *cs)
286 {
287         return test_bit(CS_MEMORY_MIGRATE, &cs->flags);
288 }
289
290 static inline int is_spread_page(const struct cpuset *cs)
291 {
292         return test_bit(CS_SPREAD_PAGE, &cs->flags);
293 }
294
295 static inline int is_spread_slab(const struct cpuset *cs)
296 {
297         return test_bit(CS_SPREAD_SLAB, &cs->flags);
298 }
299
300 static inline int is_partition_valid(const struct cpuset *cs)
301 {
302         return cs->partition_root_state > 0;
303 }
304
305 static inline int is_partition_invalid(const struct cpuset *cs)
306 {
307         return cs->partition_root_state < 0;
308 }
309
310 /*
311  * Callers should hold callback_lock to modify partition_root_state.
312  */
313 static inline void make_partition_invalid(struct cpuset *cs)
314 {
315         if (is_partition_valid(cs))
316                 cs->partition_root_state = -cs->partition_root_state;
317 }
318
319 /*
320  * Send notification event of whenever partition_root_state changes.
321  */
322 static inline void notify_partition_change(struct cpuset *cs, int old_prs)
323 {
324         if (old_prs == cs->partition_root_state)
325                 return;
326         cgroup_file_notify(&cs->partition_file);
327
328         /* Reset prs_err if not invalid */
329         if (is_partition_valid(cs))
330                 WRITE_ONCE(cs->prs_err, PERR_NONE);
331 }
332
333 static struct cpuset top_cpuset = {
334         .flags = ((1 << CS_ONLINE) | (1 << CS_CPU_EXCLUSIVE) |
335                   (1 << CS_MEM_EXCLUSIVE)),
336         .partition_root_state = PRS_ROOT,
337 };
338
339 /**
340  * cpuset_for_each_child - traverse online children of a cpuset
341  * @child_cs: loop cursor pointing to the current child
342  * @pos_css: used for iteration
343  * @parent_cs: target cpuset to walk children of
344  *
345  * Walk @child_cs through the online children of @parent_cs.  Must be used
346  * with RCU read locked.
347  */
348 #define cpuset_for_each_child(child_cs, pos_css, parent_cs)             \
349         css_for_each_child((pos_css), &(parent_cs)->css)                \
350                 if (is_cpuset_online(((child_cs) = css_cs((pos_css)))))
351
352 /**
353  * cpuset_for_each_descendant_pre - pre-order walk of a cpuset's descendants
354  * @des_cs: loop cursor pointing to the current descendant
355  * @pos_css: used for iteration
356  * @root_cs: target cpuset to walk ancestor of
357  *
358  * Walk @des_cs through the online descendants of @root_cs.  Must be used
359  * with RCU read locked.  The caller may modify @pos_css by calling
360  * css_rightmost_descendant() to skip subtree.  @root_cs is included in the
361  * iteration and the first node to be visited.
362  */
363 #define cpuset_for_each_descendant_pre(des_cs, pos_css, root_cs)        \
364         css_for_each_descendant_pre((pos_css), &(root_cs)->css)         \
365                 if (is_cpuset_online(((des_cs) = css_cs((pos_css)))))
366
367 /*
368  * There are two global locks guarding cpuset structures - cpuset_mutex and
369  * callback_lock. We also require taking task_lock() when dereferencing a
370  * task's cpuset pointer. See "The task_lock() exception", at the end of this
371  * comment.  The cpuset code uses only cpuset_mutex. Other kernel subsystems
372  * can use cpuset_lock()/cpuset_unlock() to prevent change to cpuset
373  * structures. Note that cpuset_mutex needs to be a mutex as it is used in
374  * paths that rely on priority inheritance (e.g. scheduler - on RT) for
375  * correctness.
376  *
377  * A task must hold both locks to modify cpusets.  If a task holds
378  * cpuset_mutex, it blocks others, ensuring that it is the only task able to
379  * also acquire callback_lock and be able to modify cpusets.  It can perform
380  * various checks on the cpuset structure first, knowing nothing will change.
381  * It can also allocate memory while just holding cpuset_mutex.  While it is
382  * performing these checks, various callback routines can briefly acquire
383  * callback_lock to query cpusets.  Once it is ready to make the changes, it
384  * takes callback_lock, blocking everyone else.
385  *
386  * Calls to the kernel memory allocator can not be made while holding
387  * callback_lock, as that would risk double tripping on callback_lock
388  * from one of the callbacks into the cpuset code from within
389  * __alloc_pages().
390  *
391  * If a task is only holding callback_lock, then it has read-only
392  * access to cpusets.
393  *
394  * Now, the task_struct fields mems_allowed and mempolicy may be changed
395  * by other task, we use alloc_lock in the task_struct fields to protect
396  * them.
397  *
398  * The cpuset_common_file_read() handlers only hold callback_lock across
399  * small pieces of code, such as when reading out possibly multi-word
400  * cpumasks and nodemasks.
401  *
402  * Accessing a task's cpuset should be done in accordance with the
403  * guidelines for accessing subsystem state in kernel/cgroup.c
404  */
405
406 static DEFINE_MUTEX(cpuset_mutex);
407
408 void cpuset_lock(void)
409 {
410         mutex_lock(&cpuset_mutex);
411 }
412
413 void cpuset_unlock(void)
414 {
415         mutex_unlock(&cpuset_mutex);
416 }
417
418 static DEFINE_SPINLOCK(callback_lock);
419
420 static struct workqueue_struct *cpuset_migrate_mm_wq;
421
422 /*
423  * CPU / memory hotplug is handled asynchronously.
424  */
425 static void cpuset_hotplug_workfn(struct work_struct *work);
426 static DECLARE_WORK(cpuset_hotplug_work, cpuset_hotplug_workfn);
427
428 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(cpuset_attach_wq);
429
430 static inline void check_insane_mems_config(nodemask_t *nodes)
431 {
432         if (!cpusets_insane_config() &&
433                 movable_only_nodes(nodes)) {
434                 static_branch_enable(&cpusets_insane_config_key);
435                 pr_info("Unsupported (movable nodes only) cpuset configuration detected (nmask=%*pbl)!\n"
436                         "Cpuset allocations might fail even with a lot of memory available.\n",
437                         nodemask_pr_args(nodes));
438         }
439 }
440
441 /*
442  * Cgroup v2 behavior is used on the "cpus" and "mems" control files when
443  * on default hierarchy or when the cpuset_v2_mode flag is set by mounting
444  * the v1 cpuset cgroup filesystem with the "cpuset_v2_mode" mount option.
445  * With v2 behavior, "cpus" and "mems" are always what the users have
446  * requested and won't be changed by hotplug events. Only the effective
447  * cpus or mems will be affected.
448  */
449 static inline bool is_in_v2_mode(void)
450 {
451         return cgroup_subsys_on_dfl(cpuset_cgrp_subsys) ||
452               (cpuset_cgrp_subsys.root->flags & CGRP_ROOT_CPUSET_V2_MODE);
453 }
454
455 /**
456  * partition_is_populated - check if partition has tasks
457  * @cs: partition root to be checked
458  * @excluded_child: a child cpuset to be excluded in task checking
459  * Return: true if there are tasks, false otherwise
460  *
461  * It is assumed that @cs is a valid partition root. @excluded_child should
462  * be non-NULL when this cpuset is going to become a partition itself.
463  */
464 static inline bool partition_is_populated(struct cpuset *cs,
465                                           struct cpuset *excluded_child)
466 {
467         struct cgroup_subsys_state *css;
468         struct cpuset *child;
469
470         if (cs->css.cgroup->nr_populated_csets)
471                 return true;
472         if (!excluded_child && !cs->nr_subparts_cpus)
473                 return cgroup_is_populated(cs->css.cgroup);
474
475         rcu_read_lock();
476         cpuset_for_each_child(child, css, cs) {
477                 if (child == excluded_child)
478                         continue;
479                 if (is_partition_valid(child))
480                         continue;
481                 if (cgroup_is_populated(child->css.cgroup)) {
482                         rcu_read_unlock();
483                         return true;
484                 }
485         }
486         rcu_read_unlock();
487         return false;
488 }
489
490 /*
491  * Return in pmask the portion of a task's cpusets's cpus_allowed that
492  * are online and are capable of running the task.  If none are found,
493  * walk up the cpuset hierarchy until we find one that does have some
494  * appropriate cpus.
495  *
496  * One way or another, we guarantee to return some non-empty subset
497  * of cpu_online_mask.
498  *
499  * Call with callback_lock or cpuset_mutex held.
500  */
501 static void guarantee_online_cpus(struct task_struct *tsk,
502                                   struct cpumask *pmask)
503 {
504         const struct cpumask *possible_mask = task_cpu_possible_mask(tsk);
505         struct cpuset *cs;
506
507         if (WARN_ON(!cpumask_and(pmask, possible_mask, cpu_online_mask)))
508                 cpumask_copy(pmask, cpu_online_mask);
509
510         rcu_read_lock();
511         cs = task_cs(tsk);
512
513         while (!cpumask_intersects(cs->effective_cpus, pmask)) {
514                 cs = parent_cs(cs);
515                 if (unlikely(!cs)) {
516                         /*
517                          * The top cpuset doesn't have any online cpu as a
518                          * consequence of a race between cpuset_hotplug_work
519                          * and cpu hotplug notifier.  But we know the top
520                          * cpuset's effective_cpus is on its way to be
521                          * identical to cpu_online_mask.
522                          */
523                         goto out_unlock;
524                 }
525         }
526         cpumask_and(pmask, pmask, cs->effective_cpus);
527
528 out_unlock:
529         rcu_read_unlock();
530 }
531
532 /*
533  * Return in *pmask the portion of a cpusets's mems_allowed that
534  * are online, with memory.  If none are online with memory, walk
535  * up the cpuset hierarchy until we find one that does have some
536  * online mems.  The top cpuset always has some mems online.
537  *
538  * One way or another, we guarantee to return some non-empty subset
539  * of node_states[N_MEMORY].
540  *
541  * Call with callback_lock or cpuset_mutex held.
542  */
543 static void guarantee_online_mems(struct cpuset *cs, nodemask_t *pmask)
544 {
545         while (!nodes_intersects(cs->effective_mems, node_states[N_MEMORY]))
546                 cs = parent_cs(cs);
547         nodes_and(*pmask, cs->effective_mems, node_states[N_MEMORY]);
548 }
549
550 /*
551  * update task's spread flag if cpuset's page/slab spread flag is set
552  *
553  * Call with callback_lock or cpuset_mutex held. The check can be skipped
554  * if on default hierarchy.
555  */
556 static void cpuset_update_task_spread_flags(struct cpuset *cs,
557                                         struct task_struct *tsk)
558 {
559         if (cgroup_subsys_on_dfl(cpuset_cgrp_subsys))
560                 return;
561
562         if (is_spread_page(cs))
563                 task_set_spread_page(tsk);
564         else
565                 task_clear_spread_page(tsk);
566
567         if (is_spread_slab(cs))
568                 task_set_spread_slab(tsk);
569         else
570                 task_clear_spread_slab(tsk);
571 }
572
573 /*
574  * is_cpuset_subset(p, q) - Is cpuset p a subset of cpuset q?
575  *
576  * One cpuset is a subset of another if all its allowed CPUs and
577  * Memory Nodes are a subset of the other, and its exclusive flags
578  * are only set if the other's are set.  Call holding cpuset_mutex.
579  */
580
581 static int is_cpuset_subset(const struct cpuset *p, const struct cpuset *q)
582 {
583         return  cpumask_subset(p->cpus_allowed, q->cpus_allowed) &&
584                 nodes_subset(p->mems_allowed, q->mems_allowed) &&
585                 is_cpu_exclusive(p) <= is_cpu_exclusive(q) &&
586                 is_mem_exclusive(p) <= is_mem_exclusive(q);
587 }
588
589 /**
590  * alloc_cpumasks - allocate three cpumasks for cpuset
591  * @cs:  the cpuset that have cpumasks to be allocated.
592  * @tmp: the tmpmasks structure pointer
593  * Return: 0 if successful, -ENOMEM otherwise.
594  *
595  * Only one of the two input arguments should be non-NULL.
596  */
597 static inline int alloc_cpumasks(struct cpuset *cs, struct tmpmasks *tmp)
598 {
599         cpumask_var_t *pmask1, *pmask2, *pmask3;
600
601         if (cs) {
602                 pmask1 = &cs->cpus_allowed;
603                 pmask2 = &cs->effective_cpus;
604                 pmask3 = &cs->subparts_cpus;
605         } else {
606                 pmask1 = &tmp->new_cpus;
607                 pmask2 = &tmp->addmask;
608                 pmask3 = &tmp->delmask;
609         }
610
611         if (!zalloc_cpumask_var(pmask1, GFP_KERNEL))
612                 return -ENOMEM;
613
614         if (!zalloc_cpumask_var(pmask2, GFP_KERNEL))
615                 goto free_one;
616
617         if (!zalloc_cpumask_var(pmask3, GFP_KERNEL))
618                 goto free_two;
619
620         return 0;
621
622 free_two:
623         free_cpumask_var(*pmask2);
624 free_one:
625         free_cpumask_var(*pmask1);
626         return -ENOMEM;
627 }
628
629 /**
630  * free_cpumasks - free cpumasks in a tmpmasks structure
631  * @cs:  the cpuset that have cpumasks to be free.
632  * @tmp: the tmpmasks structure pointer
633  */
634 static inline void free_cpumasks(struct cpuset *cs, struct tmpmasks *tmp)
635 {
636         if (cs) {
637                 free_cpumask_var(cs->cpus_allowed);
638                 free_cpumask_var(cs->effective_cpus);
639                 free_cpumask_var(cs->subparts_cpus);
640         }
641         if (tmp) {
642                 free_cpumask_var(tmp->new_cpus);
643                 free_cpumask_var(tmp->addmask);
644                 free_cpumask_var(tmp->delmask);
645         }
646 }
647
648 /**
649  * alloc_trial_cpuset - allocate a trial cpuset
650  * @cs: the cpuset that the trial cpuset duplicates
651  */
652 static struct cpuset *alloc_trial_cpuset(struct cpuset *cs)
653 {
654         struct cpuset *trial;
655
656         trial = kmemdup(cs, sizeof(*cs), GFP_KERNEL);
657         if (!trial)
658                 return NULL;
659
660         if (alloc_cpumasks(trial, NULL)) {
661                 kfree(trial);
662                 return NULL;
663         }
664
665         cpumask_copy(trial->cpus_allowed, cs->cpus_allowed);
666         cpumask_copy(trial->effective_cpus, cs->effective_cpus);
667         return trial;
668 }
669
670 /**
671  * free_cpuset - free the cpuset
672  * @cs: the cpuset to be freed
673  */
674 static inline void free_cpuset(struct cpuset *cs)
675 {
676         free_cpumasks(cs, NULL);
677         kfree(cs);
678 }
679
680 /*
681  * validate_change_legacy() - Validate conditions specific to legacy (v1)
682  *                            behavior.
683  */
684 static int validate_change_legacy(struct cpuset *cur, struct cpuset *trial)
685 {
686         struct cgroup_subsys_state *css;
687         struct cpuset *c, *par;
688         int ret;
689
690         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
691
692         /* Each of our child cpusets must be a subset of us */
693         ret = -EBUSY;
694         cpuset_for_each_child(c, css, cur)
695                 if (!is_cpuset_subset(c, trial))
696                         goto out;
697
698         /* On legacy hierarchy, we must be a subset of our parent cpuset. */
699         ret = -EACCES;
700         par = parent_cs(cur);
701         if (par && !is_cpuset_subset(trial, par))
702                 goto out;
703
704         ret = 0;
705 out:
706         return ret;
707 }
708
709 /*
710  * validate_change() - Used to validate that any proposed cpuset change
711  *                     follows the structural rules for cpusets.
712  *
713  * If we replaced the flag and mask values of the current cpuset
714  * (cur) with those values in the trial cpuset (trial), would
715  * our various subset and exclusive rules still be valid?  Presumes
716  * cpuset_mutex held.
717  *
718  * 'cur' is the address of an actual, in-use cpuset.  Operations
719  * such as list traversal that depend on the actual address of the
720  * cpuset in the list must use cur below, not trial.
721  *
722  * 'trial' is the address of bulk structure copy of cur, with
723  * perhaps one or more of the fields cpus_allowed, mems_allowed,
724  * or flags changed to new, trial values.
725  *
726  * Return 0 if valid, -errno if not.
727  */
728
729 static int validate_change(struct cpuset *cur, struct cpuset *trial)
730 {
731         struct cgroup_subsys_state *css;
732         struct cpuset *c, *par;
733         int ret = 0;
734
735         rcu_read_lock();
736
737         if (!is_in_v2_mode())
738                 ret = validate_change_legacy(cur, trial);
739         if (ret)
740                 goto out;
741
742         /* Remaining checks don't apply to root cpuset */
743         if (cur == &top_cpuset)
744                 goto out;
745
746         par = parent_cs(cur);
747
748         /*
749          * Cpusets with tasks - existing or newly being attached - can't
750          * be changed to have empty cpus_allowed or mems_allowed.
751          */
752         ret = -ENOSPC;
753         if ((cgroup_is_populated(cur->css.cgroup) || cur->attach_in_progress)) {
754                 if (!cpumask_empty(cur->cpus_allowed) &&
755                     cpumask_empty(trial->cpus_allowed))
756                         goto out;
757                 if (!nodes_empty(cur->mems_allowed) &&
758                     nodes_empty(trial->mems_allowed))
759                         goto out;
760         }
761
762         /*
763          * We can't shrink if we won't have enough room for SCHED_DEADLINE
764          * tasks.
765          */
766         ret = -EBUSY;
767         if (is_cpu_exclusive(cur) &&
768             !cpuset_cpumask_can_shrink(cur->cpus_allowed,
769                                        trial->cpus_allowed))
770                 goto out;
771
772         /*
773          * If either I or some sibling (!= me) is exclusive, we can't
774          * overlap
775          */
776         ret = -EINVAL;
777         cpuset_for_each_child(c, css, par) {
778                 if ((is_cpu_exclusive(trial) || is_cpu_exclusive(c)) &&
779                     c != cur &&
780                     cpumask_intersects(trial->cpus_allowed, c->cpus_allowed))
781                         goto out;
782                 if ((is_mem_exclusive(trial) || is_mem_exclusive(c)) &&
783                     c != cur &&
784                     nodes_intersects(trial->mems_allowed, c->mems_allowed))
785                         goto out;
786         }
787
788         ret = 0;
789 out:
790         rcu_read_unlock();
791         return ret;
792 }
793
794 #ifdef CONFIG_SMP
795 /*
796  * Helper routine for generate_sched_domains().
797  * Do cpusets a, b have overlapping effective cpus_allowed masks?
798  */
799 static int cpusets_overlap(struct cpuset *a, struct cpuset *b)
800 {
801         return cpumask_intersects(a->effective_cpus, b->effective_cpus);
802 }
803
804 static void
805 update_domain_attr(struct sched_domain_attr *dattr, struct cpuset *c)
806 {
807         if (dattr->relax_domain_level < c->relax_domain_level)
808                 dattr->relax_domain_level = c->relax_domain_level;
809         return;
810 }
811
812 static void update_domain_attr_tree(struct sched_domain_attr *dattr,
813                                     struct cpuset *root_cs)
814 {
815         struct cpuset *cp;
816         struct cgroup_subsys_state *pos_css;
817
818         rcu_read_lock();
819         cpuset_for_each_descendant_pre(cp, pos_css, root_cs) {
820                 /* skip the whole subtree if @cp doesn't have any CPU */
821                 if (cpumask_empty(cp->cpus_allowed)) {
822                         pos_css = css_rightmost_descendant(pos_css);
823                         continue;
824                 }
825
826                 if (is_sched_load_balance(cp))
827                         update_domain_attr(dattr, cp);
828         }
829         rcu_read_unlock();
830 }
831
832 /* Must be called with cpuset_mutex held.  */
833 static inline int nr_cpusets(void)
834 {
835         /* jump label reference count + the top-level cpuset */
836         return static_key_count(&cpusets_enabled_key.key) + 1;
837 }
838
839 /*
840  * generate_sched_domains()
841  *
842  * This function builds a partial partition of the systems CPUs
843  * A 'partial partition' is a set of non-overlapping subsets whose
844  * union is a subset of that set.
845  * The output of this function needs to be passed to kernel/sched/core.c
846  * partition_sched_domains() routine, which will rebuild the scheduler's
847  * load balancing domains (sched domains) as specified by that partial
848  * partition.
849  *
850  * See "What is sched_load_balance" in Documentation/admin-guide/cgroup-v1/cpusets.rst
851  * for a background explanation of this.
852  *
853  * Does not return errors, on the theory that the callers of this
854  * routine would rather not worry about failures to rebuild sched
855  * domains when operating in the severe memory shortage situations
856  * that could cause allocation failures below.
857  *
858  * Must be called with cpuset_mutex held.
859  *
860  * The three key local variables below are:
861  *    cp - cpuset pointer, used (together with pos_css) to perform a
862  *         top-down scan of all cpusets. For our purposes, rebuilding
863  *         the schedulers sched domains, we can ignore !is_sched_load_
864  *         balance cpusets.
865  *  csa  - (for CpuSet Array) Array of pointers to all the cpusets
866  *         that need to be load balanced, for convenient iterative
867  *         access by the subsequent code that finds the best partition,
868  *         i.e the set of domains (subsets) of CPUs such that the
869  *         cpus_allowed of every cpuset marked is_sched_load_balance
870  *         is a subset of one of these domains, while there are as
871  *         many such domains as possible, each as small as possible.
872  * doms  - Conversion of 'csa' to an array of cpumasks, for passing to
873  *         the kernel/sched/core.c routine partition_sched_domains() in a
874  *         convenient format, that can be easily compared to the prior
875  *         value to determine what partition elements (sched domains)
876  *         were changed (added or removed.)
877  *
878  * Finding the best partition (set of domains):
879  *      The triple nested loops below over i, j, k scan over the
880  *      load balanced cpusets (using the array of cpuset pointers in
881  *      csa[]) looking for pairs of cpusets that have overlapping
882  *      cpus_allowed, but which don't have the same 'pn' partition
883  *      number and gives them in the same partition number.  It keeps
884  *      looping on the 'restart' label until it can no longer find
885  *      any such pairs.
886  *
887  *      The union of the cpus_allowed masks from the set of
888  *      all cpusets having the same 'pn' value then form the one
889  *      element of the partition (one sched domain) to be passed to
890  *      partition_sched_domains().
891  */
892 static int generate_sched_domains(cpumask_var_t **domains,
893                         struct sched_domain_attr **attributes)
894 {
895         struct cpuset *cp;      /* top-down scan of cpusets */
896         struct cpuset **csa;    /* array of all cpuset ptrs */
897         int csn;                /* how many cpuset ptrs in csa so far */
898         int i, j, k;            /* indices for partition finding loops */
899         cpumask_var_t *doms;    /* resulting partition; i.e. sched domains */
900         struct sched_domain_attr *dattr;  /* attributes for custom domains */
901         int ndoms = 0;          /* number of sched domains in result */
902         int nslot;              /* next empty doms[] struct cpumask slot */
903         struct cgroup_subsys_state *pos_css;
904         bool root_load_balance = is_sched_load_balance(&top_cpuset);
905
906         doms = NULL;
907         dattr = NULL;
908         csa = NULL;
909
910         /* Special case for the 99% of systems with one, full, sched domain */
911         if (root_load_balance && !top_cpuset.nr_subparts_cpus) {
912                 ndoms = 1;
913                 doms = alloc_sched_domains(ndoms);
914                 if (!doms)
915                         goto done;
916
917                 dattr = kmalloc(sizeof(struct sched_domain_attr), GFP_KERNEL);
918                 if (dattr) {
919                         *dattr = SD_ATTR_INIT;
920                         update_domain_attr_tree(dattr, &top_cpuset);
921                 }
922                 cpumask_and(doms[0], top_cpuset.effective_cpus,
923                             housekeeping_cpumask(HK_TYPE_DOMAIN));
924
925                 goto done;
926         }
927
928         csa = kmalloc_array(nr_cpusets(), sizeof(cp), GFP_KERNEL);
929         if (!csa)
930                 goto done;
931         csn = 0;
932
933         rcu_read_lock();
934         if (root_load_balance)
935                 csa[csn++] = &top_cpuset;
936         cpuset_for_each_descendant_pre(cp, pos_css, &top_cpuset) {
937                 if (cp == &top_cpuset)
938                         continue;
939                 /*
940                  * Continue traversing beyond @cp iff @cp has some CPUs and
941                  * isn't load balancing.  The former is obvious.  The
942                  * latter: All child cpusets contain a subset of the
943                  * parent's cpus, so just skip them, and then we call
944                  * update_domain_attr_tree() to calc relax_domain_level of
945                  * the corresponding sched domain.
946                  *
947                  * If root is load-balancing, we can skip @cp if it
948                  * is a subset of the root's effective_cpus.
949                  */
950                 if (!cpumask_empty(cp->cpus_allowed) &&
951                     !(is_sched_load_balance(cp) &&
952                       cpumask_intersects(cp->cpus_allowed,
953                                          housekeeping_cpumask(HK_TYPE_DOMAIN))))
954                         continue;
955
956                 if (root_load_balance &&
957                     cpumask_subset(cp->cpus_allowed, top_cpuset.effective_cpus))
958                         continue;
959
960                 if (is_sched_load_balance(cp) &&
961                     !cpumask_empty(cp->effective_cpus))
962                         csa[csn++] = cp;
963
964                 /* skip @cp's subtree if not a partition root */
965                 if (!is_partition_valid(cp))
966                         pos_css = css_rightmost_descendant(pos_css);
967         }
968         rcu_read_unlock();
969
970         for (i = 0; i < csn; i++)
971                 csa[i]->pn = i;
972         ndoms = csn;
973
974 restart:
975         /* Find the best partition (set of sched domains) */
976         for (i = 0; i < csn; i++) {
977                 struct cpuset *a = csa[i];
978                 int apn = a->pn;
979
980                 for (j = 0; j < csn; j++) {
981                         struct cpuset *b = csa[j];
982                         int bpn = b->pn;
983
984                         if (apn != bpn && cpusets_overlap(a, b)) {
985                                 for (k = 0; k < csn; k++) {
986                                         struct cpuset *c = csa[k];
987
988                                         if (c->pn == bpn)
989                                                 c->pn = apn;
990                                 }
991                                 ndoms--;        /* one less element */
992                                 goto restart;
993                         }
994                 }
995         }
996
997         /*
998          * Now we know how many domains to create.
999          * Convert <csn, csa> to <ndoms, doms> and populate cpu masks.
1000          */
1001         doms = alloc_sched_domains(ndoms);
1002         if (!doms)
1003                 goto done;
1004
1005         /*
1006          * The rest of the code, including the scheduler, can deal with
1007          * dattr==NULL case. No need to abort if alloc fails.
1008          */
1009         dattr = kmalloc_array(ndoms, sizeof(struct sched_domain_attr),
1010                               GFP_KERNEL);
1011
1012         for (nslot = 0, i = 0; i < csn; i++) {
1013                 struct cpuset *a = csa[i];
1014                 struct cpumask *dp;
1015                 int apn = a->pn;
1016
1017                 if (apn < 0) {
1018                         /* Skip completed partitions */
1019                         continue;
1020                 }
1021
1022                 dp = doms[nslot];
1023
1024                 if (nslot == ndoms) {
1025                         static int warnings = 10;
1026                         if (warnings) {
1027                                 pr_warn("rebuild_sched_domains confused: nslot %d, ndoms %d, csn %d, i %d, apn %d\n",
1028                                         nslot, ndoms, csn, i, apn);
1029                                 warnings--;
1030                         }
1031                         continue;
1032                 }
1033
1034                 cpumask_clear(dp);
1035                 if (dattr)
1036                         *(dattr + nslot) = SD_ATTR_INIT;
1037                 for (j = i; j < csn; j++) {
1038                         struct cpuset *b = csa[j];
1039
1040                         if (apn == b->pn) {
1041                                 cpumask_or(dp, dp, b->effective_cpus);
1042                                 cpumask_and(dp, dp, housekeeping_cpumask(HK_TYPE_DOMAIN));
1043                                 if (dattr)
1044                                         update_domain_attr_tree(dattr + nslot, b);
1045
1046                                 /* Done with this partition */
1047                                 b->pn = -1;
1048                         }
1049                 }
1050                 nslot++;
1051         }
1052         BUG_ON(nslot != ndoms);
1053
1054 done:
1055         kfree(csa);
1056
1057         /*
1058          * Fallback to the default domain if kmalloc() failed.
1059          * See comments in partition_sched_domains().
1060          */
1061         if (doms == NULL)
1062                 ndoms = 1;
1063
1064         *domains    = doms;
1065         *attributes = dattr;
1066         return ndoms;
1067 }
1068
1069 static void dl_update_tasks_root_domain(struct cpuset *cs)
1070 {
1071         struct css_task_iter it;
1072         struct task_struct *task;
1073
1074         if (cs->nr_deadline_tasks == 0)
1075                 return;
1076
1077         css_task_iter_start(&cs->css, 0, &it);
1078
1079         while ((task = css_task_iter_next(&it)))
1080                 dl_add_task_root_domain(task);
1081
1082         css_task_iter_end(&it);
1083 }
1084
1085 static void dl_rebuild_rd_accounting(void)
1086 {
1087         struct cpuset *cs = NULL;
1088         struct cgroup_subsys_state *pos_css;
1089
1090         lockdep_assert_held(&cpuset_mutex);
1091         lockdep_assert_cpus_held();
1092         lockdep_assert_held(&sched_domains_mutex);
1093
1094         rcu_read_lock();
1095
1096         /*
1097          * Clear default root domain DL accounting, it will be computed again
1098          * if a task belongs to it.
1099          */
1100         dl_clear_root_domain(&def_root_domain);
1101
1102         cpuset_for_each_descendant_pre(cs, pos_css, &top_cpuset) {
1103
1104                 if (cpumask_empty(cs->effective_cpus)) {
1105                         pos_css = css_rightmost_descendant(pos_css);
1106                         continue;
1107                 }
1108
1109                 css_get(&cs->css);
1110
1111                 rcu_read_unlock();
1112
1113                 dl_update_tasks_root_domain(cs);
1114
1115                 rcu_read_lock();
1116                 css_put(&cs->css);
1117         }
1118         rcu_read_unlock();
1119 }
1120
1121 static void
1122 partition_and_rebuild_sched_domains(int ndoms_new, cpumask_var_t doms_new[],
1123                                     struct sched_domain_attr *dattr_new)
1124 {
1125         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
1126         partition_sched_domains_locked(ndoms_new, doms_new, dattr_new);
1127         dl_rebuild_rd_accounting();
1128         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
1129 }
1130
1131 /*
1132  * Rebuild scheduler domains.
1133  *
1134  * If the flag 'sched_load_balance' of any cpuset with non-empty
1135  * 'cpus' changes, or if the 'cpus' allowed changes in any cpuset
1136  * which has that flag enabled, or if any cpuset with a non-empty
1137  * 'cpus' is removed, then call this routine to rebuild the
1138  * scheduler's dynamic sched domains.
1139  *
1140  * Call with cpuset_mutex held.  Takes cpus_read_lock().
1141  */
1142 static void rebuild_sched_domains_locked(void)
1143 {
1144         struct cgroup_subsys_state *pos_css;
1145         struct sched_domain_attr *attr;
1146         cpumask_var_t *doms;
1147         struct cpuset *cs;
1148         int ndoms;
1149
1150         lockdep_assert_cpus_held();
1151         lockdep_assert_held(&cpuset_mutex);
1152
1153         /*
1154          * If we have raced with CPU hotplug, return early to avoid
1155          * passing doms with offlined cpu to partition_sched_domains().
1156          * Anyways, cpuset_hotplug_workfn() will rebuild sched domains.
1157          *
1158          * With no CPUs in any subpartitions, top_cpuset's effective CPUs
1159          * should be the same as the active CPUs, so checking only top_cpuset
1160          * is enough to detect racing CPU offlines.
1161          */
1162         if (!top_cpuset.nr_subparts_cpus &&
1163             !cpumask_equal(top_cpuset.effective_cpus, cpu_active_mask))
1164                 return;
1165
1166         /*
1167          * With subpartition CPUs, however, the effective CPUs of a partition
1168          * root should be only a subset of the active CPUs.  Since a CPU in any
1169          * partition root could be offlined, all must be checked.
1170          */
1171         if (top_cpuset.nr_subparts_cpus) {
1172                 rcu_read_lock();
1173                 cpuset_for_each_descendant_pre(cs, pos_css, &top_cpuset) {
1174                         if (!is_partition_valid(cs)) {
1175                                 pos_css = css_rightmost_descendant(pos_css);
1176                                 continue;
1177                         }
1178                         if (!cpumask_subset(cs->effective_cpus,
1179                                             cpu_active_mask)) {
1180                                 rcu_read_unlock();
1181                                 return;
1182                         }
1183                 }
1184                 rcu_read_unlock();
1185         }
1186
1187         /* Generate domain masks and attrs */
1188         ndoms = generate_sched_domains(&doms, &attr);
1189
1190         /* Have scheduler rebuild the domains */
1191         partition_and_rebuild_sched_domains(ndoms, doms, attr);
1192 }
1193 #else /* !CONFIG_SMP */
1194 static void rebuild_sched_domains_locked(void)
1195 {
1196 }
1197 #endif /* CONFIG_SMP */
1198
1199 void rebuild_sched_domains(void)
1200 {
1201         cpus_read_lock();
1202         mutex_lock(&cpuset_mutex);
1203         rebuild_sched_domains_locked();
1204         mutex_unlock(&cpuset_mutex);
1205         cpus_read_unlock();
1206 }
1207
1208 /**
1209  * update_tasks_cpumask - Update the cpumasks of tasks in the cpuset.
1210  * @cs: the cpuset in which each task's cpus_allowed mask needs to be changed
1211  * @new_cpus: the temp variable for the new effective_cpus mask
1212  *
1213  * Iterate through each task of @cs updating its cpus_allowed to the
1214  * effective cpuset's.  As this function is called with cpuset_mutex held,
1215  * cpuset membership stays stable. For top_cpuset, task_cpu_possible_mask()
1216  * is used instead of effective_cpus to make sure all offline CPUs are also
1217  * included as hotplug code won't update cpumasks for tasks in top_cpuset.
1218  */
1219 static void update_tasks_cpumask(struct cpuset *cs, struct cpumask *new_cpus)
1220 {
1221         struct css_task_iter it;
1222         struct task_struct *task;
1223         bool top_cs = cs == &top_cpuset;
1224
1225         css_task_iter_start(&cs->css, 0, &it);
1226         while ((task = css_task_iter_next(&it))) {
1227                 const struct cpumask *possible_mask = task_cpu_possible_mask(task);
1228
1229                 if (top_cs) {
1230                         /*
1231                          * Percpu kthreads in top_cpuset are ignored
1232                          */
1233                         if (kthread_is_per_cpu(task))
1234                                 continue;
1235                         cpumask_andnot(new_cpus, possible_mask, cs->subparts_cpus);
1236                 } else {
1237                         cpumask_and(new_cpus, possible_mask, cs->effective_cpus);
1238                 }
1239                 set_cpus_allowed_ptr(task, new_cpus);
1240         }
1241         css_task_iter_end(&it);
1242 }
1243
1244 /**
1245  * compute_effective_cpumask - Compute the effective cpumask of the cpuset
1246  * @new_cpus: the temp variable for the new effective_cpus mask
1247  * @cs: the cpuset the need to recompute the new effective_cpus mask
1248  * @parent: the parent cpuset
1249  *
1250  * If the parent has subpartition CPUs, include them in the list of
1251  * allowable CPUs in computing the new effective_cpus mask. Since offlined
1252  * CPUs are not removed from subparts_cpus, we have to use cpu_active_mask
1253  * to mask those out.
1254  */
1255 static void compute_effective_cpumask(struct cpumask *new_cpus,
1256                                       struct cpuset *cs, struct cpuset *parent)
1257 {
1258         if (parent->nr_subparts_cpus && is_partition_valid(cs)) {
1259                 cpumask_or(new_cpus, parent->effective_cpus,
1260                            parent->subparts_cpus);
1261                 cpumask_and(new_cpus, new_cpus, cs->cpus_allowed);
1262                 cpumask_and(new_cpus, new_cpus, cpu_active_mask);
1263         } else {
1264                 cpumask_and(new_cpus, cs->cpus_allowed, parent->effective_cpus);
1265         }
1266 }
1267
1268 /*
1269  * Commands for update_parent_subparts_cpumask
1270  */
1271 enum subparts_cmd {
1272         partcmd_enable,         /* Enable partition root         */
1273         partcmd_disable,        /* Disable partition root        */
1274         partcmd_update,         /* Update parent's subparts_cpus */
1275         partcmd_invalidate,     /* Make partition invalid        */
1276 };
1277
1278 static int update_flag(cpuset_flagbits_t bit, struct cpuset *cs,
1279                        int turning_on);
1280 static void update_sibling_cpumasks(struct cpuset *parent, struct cpuset *cs,
1281                                     struct tmpmasks *tmp);
1282
1283 /*
1284  * Update partition exclusive flag
1285  *
1286  * Return: 0 if successful, an error code otherwise
1287  */
1288 static int update_partition_exclusive(struct cpuset *cs, int new_prs)
1289 {
1290         bool exclusive = (new_prs > 0);
1291
1292         if (exclusive && !is_cpu_exclusive(cs)) {
1293                 if (update_flag(CS_CPU_EXCLUSIVE, cs, 1))
1294                         return PERR_NOTEXCL;
1295         } else if (!exclusive && is_cpu_exclusive(cs)) {
1296                 /* Turning off CS_CPU_EXCLUSIVE will not return error */
1297                 update_flag(CS_CPU_EXCLUSIVE, cs, 0);
1298         }
1299         return 0;
1300 }
1301
1302 /*
1303  * Update partition load balance flag and/or rebuild sched domain
1304  *
1305  * Changing load balance flag will automatically call
1306  * rebuild_sched_domains_locked().
1307  */
1308 static void update_partition_sd_lb(struct cpuset *cs, int old_prs)
1309 {
1310         int new_prs = cs->partition_root_state;
1311         bool new_lb = (new_prs != PRS_ISOLATED);
1312         bool rebuild_domains = (new_prs > 0) || (old_prs > 0);
1313
1314         if (new_lb != !!is_sched_load_balance(cs)) {
1315                 rebuild_domains = true;
1316                 if (new_lb)
1317                         set_bit(CS_SCHED_LOAD_BALANCE, &cs->flags);
1318                 else
1319                         clear_bit(CS_SCHED_LOAD_BALANCE, &cs->flags);
1320         }
1321
1322         if (rebuild_domains)
1323                 rebuild_sched_domains_locked();
1324 }
1325
1326 /**
1327  * update_parent_subparts_cpumask - update subparts_cpus mask of parent cpuset
1328  * @cs:      The cpuset that requests change in partition root state
1329  * @cmd:     Partition root state change command
1330  * @newmask: Optional new cpumask for partcmd_update
1331  * @tmp:     Temporary addmask and delmask
1332  * Return:   0 or a partition root state error code
1333  *
1334  * For partcmd_enable, the cpuset is being transformed from a non-partition
1335  * root to a partition root. The cpus_allowed mask of the given cpuset will
1336  * be put into parent's subparts_cpus and taken away from parent's
1337  * effective_cpus. The function will return 0 if all the CPUs listed in
1338  * cpus_allowed can be granted or an error code will be returned.
1339  *
1340  * For partcmd_disable, the cpuset is being transformed from a partition
1341  * root back to a non-partition root. Any CPUs in cpus_allowed that are in
1342  * parent's subparts_cpus will be taken away from that cpumask and put back
1343  * into parent's effective_cpus. 0 will always be returned.
1344  *
1345  * For partcmd_update, if the optional newmask is specified, the cpu list is
1346  * to be changed from cpus_allowed to newmask. Otherwise, cpus_allowed is
1347  * assumed to remain the same. The cpuset should either be a valid or invalid
1348  * partition root. The partition root state may change from valid to invalid
1349  * or vice versa. An error code will only be returned if transitioning from
1350  * invalid to valid violates the exclusivity rule.
1351  *
1352  * For partcmd_invalidate, the current partition will be made invalid.
1353  *
1354  * The partcmd_enable and partcmd_disable commands are used by
1355  * update_prstate(). An error code may be returned and the caller will check
1356  * for error.
1357  *
1358  * The partcmd_update command is used by update_cpumasks_hier() with newmask
1359  * NULL and update_cpumask() with newmask set. The partcmd_invalidate is used
1360  * by update_cpumask() with NULL newmask. In both cases, the callers won't
1361  * check for error and so partition_root_state and prs_error will be updated
1362  * directly.
1363  */
1364 static int update_parent_subparts_cpumask(struct cpuset *cs, int cmd,
1365                                           struct cpumask *newmask,
1366                                           struct tmpmasks *tmp)
1367 {
1368         struct cpuset *parent = parent_cs(cs);
1369         int adding;     /* Moving cpus from effective_cpus to subparts_cpus */
1370         int deleting;   /* Moving cpus from subparts_cpus to effective_cpus */
1371         int old_prs, new_prs;
1372         int part_error = PERR_NONE;     /* Partition error? */
1373
1374         lockdep_assert_held(&cpuset_mutex);
1375
1376         /*
1377          * The parent must be a partition root.
1378          * The new cpumask, if present, or the current cpus_allowed must
1379          * not be empty.
1380          */
1381         if (!is_partition_valid(parent)) {
1382                 return is_partition_invalid(parent)
1383                        ? PERR_INVPARENT : PERR_NOTPART;
1384         }
1385         if (!newmask && cpumask_empty(cs->cpus_allowed))
1386                 return PERR_CPUSEMPTY;
1387
1388         /*
1389          * new_prs will only be changed for the partcmd_update and
1390          * partcmd_invalidate commands.
1391          */
1392         adding = deleting = false;
1393         old_prs = new_prs = cs->partition_root_state;
1394         if (cmd == partcmd_enable) {
1395                 /*
1396                  * Enabling partition root is not allowed if cpus_allowed
1397                  * doesn't overlap parent's cpus_allowed.
1398                  */
1399                 if (!cpumask_intersects(cs->cpus_allowed, parent->cpus_allowed))
1400                         return PERR_INVCPUS;
1401
1402                 /*
1403                  * A parent can be left with no CPU as long as there is no
1404                  * task directly associated with the parent partition.
1405                  */
1406                 if (cpumask_subset(parent->effective_cpus, cs->cpus_allowed) &&
1407                     partition_is_populated(parent, cs))
1408                         return PERR_NOCPUS;
1409
1410                 cpumask_copy(tmp->addmask, cs->cpus_allowed);
1411                 adding = true;
1412         } else if (cmd == partcmd_disable) {
1413                 /*
1414                  * Need to remove cpus from parent's subparts_cpus for valid
1415                  * partition root.
1416                  */
1417                 deleting = !is_prs_invalid(old_prs) &&
1418                            cpumask_and(tmp->delmask, cs->cpus_allowed,
1419                                        parent->subparts_cpus);
1420         } else if (cmd == partcmd_invalidate) {
1421                 if (is_prs_invalid(old_prs))
1422                         return 0;
1423
1424                 /*
1425                  * Make the current partition invalid. It is assumed that
1426                  * invalidation is caused by violating cpu exclusivity rule.
1427                  */
1428                 deleting = cpumask_and(tmp->delmask, cs->cpus_allowed,
1429                                        parent->subparts_cpus);
1430                 if (old_prs > 0) {
1431                         new_prs = -old_prs;
1432                         part_error = PERR_NOTEXCL;
1433                 }
1434         } else if (newmask) {
1435                 /*
1436                  * partcmd_update with newmask:
1437                  *
1438                  * Compute add/delete mask to/from subparts_cpus
1439                  *
1440                  * delmask = cpus_allowed & ~newmask & parent->subparts_cpus
1441                  * addmask = newmask & parent->cpus_allowed
1442                  *                   & ~parent->subparts_cpus
1443                  */
1444                 cpumask_andnot(tmp->delmask, cs->cpus_allowed, newmask);
1445                 deleting = cpumask_and(tmp->delmask, tmp->delmask,
1446                                        parent->subparts_cpus);
1447
1448                 cpumask_and(tmp->addmask, newmask, parent->cpus_allowed);
1449                 adding = cpumask_andnot(tmp->addmask, tmp->addmask,
1450                                         parent->subparts_cpus);
1451                 /*
1452                  * Empty cpumask is not allowed
1453                  */
1454                 if (cpumask_empty(newmask)) {
1455                         part_error = PERR_CPUSEMPTY;
1456                 /*
1457                  * Make partition invalid if parent's effective_cpus could
1458                  * become empty and there are tasks in the parent.
1459                  */
1460                 } else if (adding &&
1461                     cpumask_subset(parent->effective_cpus, tmp->addmask) &&
1462                     !cpumask_intersects(tmp->delmask, cpu_active_mask) &&
1463                     partition_is_populated(parent, cs)) {
1464                         part_error = PERR_NOCPUS;
1465                         adding = false;
1466                         deleting = cpumask_and(tmp->delmask, cs->cpus_allowed,
1467                                                parent->subparts_cpus);
1468                 }
1469         } else {
1470                 /*
1471                  * partcmd_update w/o newmask:
1472                  *
1473                  * delmask = cpus_allowed & parent->subparts_cpus
1474                  * addmask = cpus_allowed & parent->cpus_allowed
1475                  *                        & ~parent->subparts_cpus
1476                  *
1477                  * This gets invoked either due to a hotplug event or from
1478                  * update_cpumasks_hier(). This can cause the state of a
1479                  * partition root to transition from valid to invalid or vice
1480                  * versa. So we still need to compute the addmask and delmask.
1481
1482                  * A partition error happens when:
1483                  * 1) Cpuset is valid partition, but parent does not distribute
1484                  *    out any CPUs.
1485                  * 2) Parent has tasks and all its effective CPUs will have
1486                  *    to be distributed out.
1487                  */
1488                 cpumask_and(tmp->addmask, cs->cpus_allowed,
1489                                           parent->cpus_allowed);
1490                 adding = cpumask_andnot(tmp->addmask, tmp->addmask,
1491                                         parent->subparts_cpus);
1492
1493                 if ((is_partition_valid(cs) && !parent->nr_subparts_cpus) ||
1494                     (adding &&
1495                      cpumask_subset(parent->effective_cpus, tmp->addmask) &&
1496                      partition_is_populated(parent, cs))) {
1497                         part_error = PERR_NOCPUS;
1498                         adding = false;
1499                 }
1500
1501                 if (part_error && is_partition_valid(cs) &&
1502                     parent->nr_subparts_cpus)
1503                         deleting = cpumask_and(tmp->delmask, cs->cpus_allowed,
1504                                                parent->subparts_cpus);
1505         }
1506         if (part_error)
1507                 WRITE_ONCE(cs->prs_err, part_error);
1508
1509         if (cmd == partcmd_update) {
1510                 /*
1511                  * Check for possible transition between valid and invalid
1512                  * partition root.
1513                  */
1514                 switch (cs->partition_root_state) {
1515                 case PRS_ROOT:
1516                 case PRS_ISOLATED:
1517                         if (part_error)
1518                                 new_prs = -old_prs;
1519                         break;
1520                 case PRS_INVALID_ROOT:
1521                 case PRS_INVALID_ISOLATED:
1522                         if (!part_error)
1523                                 new_prs = -old_prs;
1524                         break;
1525                 }
1526         }
1527
1528         if (!adding && !deleting && (new_prs == old_prs))
1529                 return 0;
1530
1531         /*
1532          * Transitioning between invalid to valid or vice versa may require
1533          * changing CS_CPU_EXCLUSIVE.
1534          */
1535         if (old_prs != new_prs) {
1536                 int err = update_partition_exclusive(cs, new_prs);
1537
1538                 if (err)
1539                         return err;
1540         }
1541
1542         /*
1543          * Change the parent's subparts_cpus.
1544          * Newly added CPUs will be removed from effective_cpus and
1545          * newly deleted ones will be added back to effective_cpus.
1546          */
1547         spin_lock_irq(&callback_lock);
1548         if (adding) {
1549                 cpumask_or(parent->subparts_cpus,
1550                            parent->subparts_cpus, tmp->addmask);
1551                 cpumask_andnot(parent->effective_cpus,
1552                                parent->effective_cpus, tmp->addmask);
1553         }
1554         if (deleting) {
1555                 cpumask_andnot(parent->subparts_cpus,
1556                                parent->subparts_cpus, tmp->delmask);
1557                 /*
1558                  * Some of the CPUs in subparts_cpus might have been offlined.
1559                  */
1560                 cpumask_and(tmp->delmask, tmp->delmask, cpu_active_mask);
1561                 cpumask_or(parent->effective_cpus,
1562                            parent->effective_cpus, tmp->delmask);
1563         }
1564
1565         parent->nr_subparts_cpus = cpumask_weight(parent->subparts_cpus);
1566
1567         if (old_prs != new_prs)
1568                 cs->partition_root_state = new_prs;
1569
1570         spin_unlock_irq(&callback_lock);
1571
1572         if (adding || deleting) {
1573                 update_tasks_cpumask(parent, tmp->addmask);
1574                 if (parent->child_ecpus_count)
1575                         update_sibling_cpumasks(parent, cs, tmp);
1576         }
1577
1578         /*
1579          * For partcmd_update without newmask, it is being called from
1580          * cpuset_hotplug_workfn() where cpus_read_lock() wasn't taken.
1581          * Update the load balance flag and scheduling domain if
1582          * cpus_read_trylock() is successful.
1583          */
1584         if ((cmd == partcmd_update) && !newmask && cpus_read_trylock()) {
1585                 update_partition_sd_lb(cs, old_prs);
1586                 cpus_read_unlock();
1587         }
1588
1589         notify_partition_change(cs, old_prs);
1590         return 0;
1591 }
1592
1593 /*
1594  * update_cpumasks_hier() flags
1595  */
1596 #define HIER_CHECKALL           0x01    /* Check all cpusets with no skipping */
1597 #define HIER_NO_SD_REBUILD      0x02    /* Don't rebuild sched domains */
1598
1599 /*
1600  * update_cpumasks_hier - Update effective cpumasks and tasks in the subtree
1601  * @cs:  the cpuset to consider
1602  * @tmp: temp variables for calculating effective_cpus & partition setup
1603  * @force: don't skip any descendant cpusets if set
1604  *
1605  * When configured cpumask is changed, the effective cpumasks of this cpuset
1606  * and all its descendants need to be updated.
1607  *
1608  * On legacy hierarchy, effective_cpus will be the same with cpu_allowed.
1609  *
1610  * Called with cpuset_mutex held
1611  */
1612 static void update_cpumasks_hier(struct cpuset *cs, struct tmpmasks *tmp,
1613                                  int flags)
1614 {
1615         struct cpuset *cp;
1616         struct cgroup_subsys_state *pos_css;
1617         bool need_rebuild_sched_domains = false;
1618         int old_prs, new_prs;
1619
1620         rcu_read_lock();
1621         cpuset_for_each_descendant_pre(cp, pos_css, cs) {
1622                 struct cpuset *parent = parent_cs(cp);
1623                 bool update_parent = false;
1624
1625                 compute_effective_cpumask(tmp->new_cpus, cp, parent);
1626
1627                 /*
1628                  * If it becomes empty, inherit the effective mask of the
1629                  * parent, which is guaranteed to have some CPUs unless
1630                  * it is a partition root that has explicitly distributed
1631                  * out all its CPUs.
1632                  */
1633                 if (is_in_v2_mode() && cpumask_empty(tmp->new_cpus)) {
1634                         if (is_partition_valid(cp) &&
1635                             cpumask_equal(cp->cpus_allowed, cp->subparts_cpus))
1636                                 goto update_parent_subparts;
1637
1638                         cpumask_copy(tmp->new_cpus, parent->effective_cpus);
1639                         if (!cp->use_parent_ecpus) {
1640                                 cp->use_parent_ecpus = true;
1641                                 parent->child_ecpus_count++;
1642                         }
1643                 } else if (cp->use_parent_ecpus) {
1644                         cp->use_parent_ecpus = false;
1645                         WARN_ON_ONCE(!parent->child_ecpus_count);
1646                         parent->child_ecpus_count--;
1647                 }
1648
1649                 /*
1650                  * Skip the whole subtree if
1651                  * 1) the cpumask remains the same,
1652                  * 2) has no partition root state,
1653                  * 3) HIER_CHECKALL flag not set, and
1654                  * 4) for v2 load balance state same as its parent.
1655                  */
1656                 if (!cp->partition_root_state && !(flags & HIER_CHECKALL) &&
1657                     cpumask_equal(tmp->new_cpus, cp->effective_cpus) &&
1658                     (!cgroup_subsys_on_dfl(cpuset_cgrp_subsys) ||
1659                     (is_sched_load_balance(parent) == is_sched_load_balance(cp)))) {
1660                         pos_css = css_rightmost_descendant(pos_css);
1661                         continue;
1662                 }
1663
1664 update_parent_subparts:
1665                 /*
1666                  * update_parent_subparts_cpumask() should have been called
1667                  * for cs already in update_cpumask(). We should also call
1668                  * update_tasks_cpumask() again for tasks in the parent
1669                  * cpuset if the parent's subparts_cpus changes.
1670                  */
1671                 old_prs = new_prs = cp->partition_root_state;
1672                 if ((cp != cs) && old_prs) {
1673                         switch (parent->partition_root_state) {
1674                         case PRS_ROOT:
1675                         case PRS_ISOLATED:
1676                                 update_parent = true;
1677                                 break;
1678
1679                         default:
1680                                 /*
1681                                  * When parent is not a partition root or is
1682                                  * invalid, child partition roots become
1683                                  * invalid too.
1684                                  */
1685                                 if (is_partition_valid(cp))
1686                                         new_prs = -cp->partition_root_state;
1687                                 WRITE_ONCE(cp->prs_err,
1688                                            is_partition_invalid(parent)
1689                                            ? PERR_INVPARENT : PERR_NOTPART);
1690                                 break;
1691                         }
1692                 }
1693
1694                 if (!css_tryget_online(&cp->css))
1695                         continue;
1696                 rcu_read_unlock();
1697
1698                 if (update_parent) {
1699                         update_parent_subparts_cpumask(cp, partcmd_update, NULL,
1700                                                        tmp);
1701                         /*
1702                          * The cpuset partition_root_state may become
1703                          * invalid. Capture it.
1704                          */
1705                         new_prs = cp->partition_root_state;
1706                 }
1707
1708                 spin_lock_irq(&callback_lock);
1709
1710                 if (cp->nr_subparts_cpus && !is_partition_valid(cp)) {
1711                         /*
1712                          * Put all active subparts_cpus back to effective_cpus.
1713                          */
1714                         cpumask_or(tmp->new_cpus, tmp->new_cpus,
1715                                    cp->subparts_cpus);
1716                         cpumask_and(tmp->new_cpus, tmp->new_cpus,
1717                                    cpu_active_mask);
1718                         cp->nr_subparts_cpus = 0;
1719                         cpumask_clear(cp->subparts_cpus);
1720                 }
1721
1722                 cpumask_copy(cp->effective_cpus, tmp->new_cpus);
1723                 if (cp->nr_subparts_cpus) {
1724                         /*
1725                          * Make sure that effective_cpus & subparts_cpus
1726                          * are mutually exclusive.
1727                          */
1728                         cpumask_andnot(cp->effective_cpus, cp->effective_cpus,
1729                                        cp->subparts_cpus);
1730                 }
1731
1732                 cp->partition_root_state = new_prs;
1733                 spin_unlock_irq(&callback_lock);
1734
1735                 notify_partition_change(cp, old_prs);
1736
1737                 WARN_ON(!is_in_v2_mode() &&
1738                         !cpumask_equal(cp->cpus_allowed, cp->effective_cpus));
1739
1740                 update_tasks_cpumask(cp, tmp->new_cpus);
1741
1742                 /*
1743                  * On default hierarchy, inherit the CS_SCHED_LOAD_BALANCE
1744                  * from parent if current cpuset isn't a valid partition root
1745                  * and their load balance states differ.
1746                  */
1747                 if (cgroup_subsys_on_dfl(cpuset_cgrp_subsys) &&
1748                     !is_partition_valid(cp) &&
1749                     (is_sched_load_balance(parent) != is_sched_load_balance(cp))) {
1750                         if (is_sched_load_balance(parent))
1751                                 set_bit(CS_SCHED_LOAD_BALANCE, &cp->flags);
1752                         else
1753                                 clear_bit(CS_SCHED_LOAD_BALANCE, &cp->flags);
1754                 }
1755
1756                 /*
1757                  * On legacy hierarchy, if the effective cpumask of any non-
1758                  * empty cpuset is changed, we need to rebuild sched domains.
1759                  * On default hierarchy, the cpuset needs to be a partition
1760                  * root as well.
1761                  */
1762                 if (!cpumask_empty(cp->cpus_allowed) &&
1763                     is_sched_load_balance(cp) &&
1764                    (!cgroup_subsys_on_dfl(cpuset_cgrp_subsys) ||
1765                     is_partition_valid(cp)))
1766                         need_rebuild_sched_domains = true;
1767
1768                 rcu_read_lock();
1769                 css_put(&cp->css);
1770         }
1771         rcu_read_unlock();
1772
1773         if (need_rebuild_sched_domains && !(flags & HIER_NO_SD_REBUILD))
1774                 rebuild_sched_domains_locked();
1775 }
1776
1777 /**
1778  * update_sibling_cpumasks - Update siblings cpumasks
1779  * @parent:  Parent cpuset
1780  * @cs:      Current cpuset
1781  * @tmp:     Temp variables
1782  */
1783 static void update_sibling_cpumasks(struct cpuset *parent, struct cpuset *cs,
1784                                     struct tmpmasks *tmp)
1785 {
1786         struct cpuset *sibling;
1787         struct cgroup_subsys_state *pos_css;
1788
1789         lockdep_assert_held(&cpuset_mutex);
1790
1791         /*
1792          * Check all its siblings and call update_cpumasks_hier()
1793          * if their use_parent_ecpus flag is set in order for them
1794          * to use the right effective_cpus value.
1795          *
1796          * The update_cpumasks_hier() function may sleep. So we have to
1797          * release the RCU read lock before calling it. HIER_NO_SD_REBUILD
1798          * flag is used to suppress rebuild of sched domains as the callers
1799          * will take care of that.
1800          */
1801         rcu_read_lock();
1802         cpuset_for_each_child(sibling, pos_css, parent) {
1803                 if (sibling == cs)
1804                         continue;
1805                 if (!sibling->use_parent_ecpus)
1806                         continue;
1807                 if (!css_tryget_online(&sibling->css))
1808                         continue;
1809
1810                 rcu_read_unlock();
1811                 update_cpumasks_hier(sibling, tmp, HIER_NO_SD_REBUILD);
1812                 rcu_read_lock();
1813                 css_put(&sibling->css);
1814         }
1815         rcu_read_unlock();
1816 }
1817
1818 /**
1819  * update_cpumask - update the cpus_allowed mask of a cpuset and all tasks in it
1820  * @cs: the cpuset to consider
1821  * @trialcs: trial cpuset
1822  * @buf: buffer of cpu numbers written to this cpuset
1823  */
1824 static int update_cpumask(struct cpuset *cs, struct cpuset *trialcs,
1825                           const char *buf)
1826 {
1827         int retval;
1828         struct tmpmasks tmp;
1829         bool invalidate = false;
1830         int old_prs = cs->partition_root_state;
1831
1832         /* top_cpuset.cpus_allowed tracks cpu_online_mask; it's read-only */
1833         if (cs == &top_cpuset)
1834                 return -EACCES;
1835
1836         /*
1837          * An empty cpus_allowed is ok only if the cpuset has no tasks.
1838          * Since cpulist_parse() fails on an empty mask, we special case
1839          * that parsing.  The validate_change() call ensures that cpusets
1840          * with tasks have cpus.
1841          */
1842         if (!*buf) {
1843                 cpumask_clear(trialcs->cpus_allowed);
1844         } else {
1845                 retval = cpulist_parse(buf, trialcs->cpus_allowed);
1846                 if (retval < 0)
1847                         return retval;
1848
1849                 if (!cpumask_subset(trialcs->cpus_allowed,
1850                                     top_cpuset.cpus_allowed))
1851                         return -EINVAL;
1852         }
1853
1854         /* Nothing to do if the cpus didn't change */
1855         if (cpumask_equal(cs->cpus_allowed, trialcs->cpus_allowed))
1856                 return 0;
1857
1858         if (alloc_cpumasks(NULL, &tmp))
1859                 return -ENOMEM;
1860
1861         retval = validate_change(cs, trialcs);
1862
1863         if ((retval == -EINVAL) && cgroup_subsys_on_dfl(cpuset_cgrp_subsys)) {
1864                 struct cpuset *cp, *parent;
1865                 struct cgroup_subsys_state *css;
1866
1867                 /*
1868                  * The -EINVAL error code indicates that partition sibling
1869                  * CPU exclusivity rule has been violated. We still allow
1870                  * the cpumask change to proceed while invalidating the
1871                  * partition. However, any conflicting sibling partitions
1872                  * have to be marked as invalid too.
1873                  */
1874                 invalidate = true;
1875                 rcu_read_lock();
1876                 parent = parent_cs(cs);
1877                 cpuset_for_each_child(cp, css, parent)
1878                         if (is_partition_valid(cp) &&
1879                             cpumask_intersects(trialcs->cpus_allowed, cp->cpus_allowed)) {
1880                                 rcu_read_unlock();
1881                                 update_parent_subparts_cpumask(cp, partcmd_invalidate, NULL, &tmp);
1882                                 rcu_read_lock();
1883                         }
1884                 rcu_read_unlock();
1885                 retval = 0;
1886         }
1887         if (retval < 0)
1888                 goto out_free;
1889
1890         if (cs->partition_root_state) {
1891                 if (invalidate)
1892                         update_parent_subparts_cpumask(cs, partcmd_invalidate,
1893                                                        NULL, &tmp);
1894                 else
1895                         update_parent_subparts_cpumask(cs, partcmd_update,
1896                                                 trialcs->cpus_allowed, &tmp);
1897         }
1898
1899         compute_effective_cpumask(trialcs->effective_cpus, trialcs,
1900                                   parent_cs(cs));
1901         spin_lock_irq(&callback_lock);
1902         cpumask_copy(cs->cpus_allowed, trialcs->cpus_allowed);
1903
1904         /*
1905          * Make sure that subparts_cpus, if not empty, is a subset of
1906          * cpus_allowed. Clear subparts_cpus if partition not valid or
1907          * empty effective cpus with tasks.
1908          */
1909         if (cs->nr_subparts_cpus) {
1910                 if (!is_partition_valid(cs) ||
1911                    (cpumask_subset(trialcs->effective_cpus, cs->subparts_cpus) &&
1912                     partition_is_populated(cs, NULL))) {
1913                         cs->nr_subparts_cpus = 0;
1914                         cpumask_clear(cs->subparts_cpus);
1915                 } else {
1916                         cpumask_and(cs->subparts_cpus, cs->subparts_cpus,
1917                                     cs->cpus_allowed);
1918                         cs->nr_subparts_cpus = cpumask_weight(cs->subparts_cpus);
1919                 }
1920         }
1921         spin_unlock_irq(&callback_lock);
1922
1923         /* effective_cpus will be updated here */
1924         update_cpumasks_hier(cs, &tmp, 0);
1925
1926         if (cs->partition_root_state) {
1927                 struct cpuset *parent = parent_cs(cs);
1928
1929                 /*
1930                  * For partition root, update the cpumasks of sibling
1931                  * cpusets if they use parent's effective_cpus.
1932                  */
1933                 if (parent->child_ecpus_count)
1934                         update_sibling_cpumasks(parent, cs, &tmp);
1935
1936                 /* Update CS_SCHED_LOAD_BALANCE and/or sched_domains */
1937                 update_partition_sd_lb(cs, old_prs);
1938         }
1939 out_free:
1940         free_cpumasks(NULL, &tmp);
1941         return 0;
1942 }
1943
1944 /*
1945  * Migrate memory region from one set of nodes to another.  This is
1946  * performed asynchronously as it can be called from process migration path
1947  * holding locks involved in process management.  All mm migrations are
1948  * performed in the queued order and can be waited for by flushing
1949  * cpuset_migrate_mm_wq.
1950  */
1951
1952 struct cpuset_migrate_mm_work {
1953         struct work_struct      work;
1954         struct mm_struct        *mm;
1955         nodemask_t              from;
1956         nodemask_t              to;
1957 };
1958
1959 static void cpuset_migrate_mm_workfn(struct work_struct *work)
1960 {
1961         struct cpuset_migrate_mm_work *mwork =
1962                 container_of(work, struct cpuset_migrate_mm_work, work);
1963
1964         /* on a wq worker, no need to worry about %current's mems_allowed */
1965         do_migrate_pages(mwork->mm, &mwork->from, &mwork->to, MPOL_MF_MOVE_ALL);
1966         mmput(mwork->mm);
1967         kfree(mwork);
1968 }
1969
1970 static void cpuset_migrate_mm(struct mm_struct *mm, const nodemask_t *from,
1971                                                         const nodemask_t *to)
1972 {
1973         struct cpuset_migrate_mm_work *mwork;
1974
1975         if (nodes_equal(*from, *to)) {
1976                 mmput(mm);
1977                 return;
1978         }
1979
1980         mwork = kzalloc(sizeof(*mwork), GFP_KERNEL);
1981         if (mwork) {
1982                 mwork->mm = mm;
1983                 mwork->from = *from;
1984                 mwork->to = *to;
1985                 INIT_WORK(&mwork->work, cpuset_migrate_mm_workfn);
1986                 queue_work(cpuset_migrate_mm_wq, &mwork->work);
1987         } else {
1988                 mmput(mm);
1989         }
1990 }
1991
1992 static void cpuset_post_attach(void)
1993 {
1994         flush_workqueue(cpuset_migrate_mm_wq);
1995 }
1996
1997 /*
1998  * cpuset_change_task_nodemask - change task's mems_allowed and mempolicy
1999  * @tsk: the task to change
2000  * @newmems: new nodes that the task will be set
2001  *
2002  * We use the mems_allowed_seq seqlock to safely update both tsk->mems_allowed
2003  * and rebind an eventual tasks' mempolicy. If the task is allocating in
2004  * parallel, it might temporarily see an empty intersection, which results in
2005  * a seqlock check and retry before OOM or allocation failure.
2006  */
2007 static void cpuset_change_task_nodemask(struct task_struct *tsk,
2008                                         nodemask_t *newmems)
2009 {
2010         task_lock(tsk);
2011
2012         local_irq_disable();
2013         write_seqcount_begin(&tsk->mems_allowed_seq);
2014
2015         nodes_or(tsk->mems_allowed, tsk->mems_allowed, *newmems);
2016         mpol_rebind_task(tsk, newmems);
2017         tsk->mems_allowed = *newmems;
2018
2019         write_seqcount_end(&tsk->mems_allowed_seq);
2020         local_irq_enable();
2021
2022         task_unlock(tsk);
2023 }
2024
2025 static void *cpuset_being_rebound;
2026
2027 /**
2028  * update_tasks_nodemask - Update the nodemasks of tasks in the cpuset.
2029  * @cs: the cpuset in which each task's mems_allowed mask needs to be changed
2030  *
2031  * Iterate through each task of @cs updating its mems_allowed to the
2032  * effective cpuset's.  As this function is called with cpuset_mutex held,
2033  * cpuset membership stays stable.
2034  */
2035 static void update_tasks_nodemask(struct cpuset *cs)
2036 {
2037         static nodemask_t newmems;      /* protected by cpuset_mutex */
2038         struct css_task_iter it;
2039         struct task_struct *task;
2040
2041         cpuset_being_rebound = cs;              /* causes mpol_dup() rebind */
2042
2043         guarantee_online_mems(cs, &newmems);
2044
2045         /*
2046          * The mpol_rebind_mm() call takes mmap_lock, which we couldn't
2047          * take while holding tasklist_lock.  Forks can happen - the
2048          * mpol_dup() cpuset_being_rebound check will catch such forks,
2049          * and rebind their vma mempolicies too.  Because we still hold
2050          * the global cpuset_mutex, we know that no other rebind effort
2051          * will be contending for the global variable cpuset_being_rebound.
2052          * It's ok if we rebind the same mm twice; mpol_rebind_mm()
2053          * is idempotent.  Also migrate pages in each mm to new nodes.
2054          */
2055         css_task_iter_start(&cs->css, 0, &it);
2056         while ((task = css_task_iter_next(&it))) {
2057                 struct mm_struct *mm;
2058                 bool migrate;
2059
2060                 cpuset_change_task_nodemask(task, &newmems);
2061
2062                 mm = get_task_mm(task);
2063                 if (!mm)
2064                         continue;
2065
2066                 migrate = is_memory_migrate(cs);
2067
2068                 mpol_rebind_mm(mm, &cs->mems_allowed);
2069                 if (migrate)
2070                         cpuset_migrate_mm(mm, &cs->old_mems_allowed, &newmems);
2071                 else
2072                         mmput(mm);
2073         }
2074         css_task_iter_end(&it);
2075
2076         /*
2077          * All the tasks' nodemasks have been updated, update
2078          * cs->old_mems_allowed.
2079          */
2080         cs->old_mems_allowed = newmems;
2081
2082         /* We're done rebinding vmas to this cpuset's new mems_allowed. */
2083         cpuset_being_rebound = NULL;
2084 }
2085
2086 /*
2087  * update_nodemasks_hier - Update effective nodemasks and tasks in the subtree
2088  * @cs: the cpuset to consider
2089  * @new_mems: a temp variable for calculating new effective_mems
2090  *
2091  * When configured nodemask is changed, the effective nodemasks of this cpuset
2092  * and all its descendants need to be updated.
2093  *
2094  * On legacy hierarchy, effective_mems will be the same with mems_allowed.
2095  *
2096  * Called with cpuset_mutex held
2097  */
2098 static void update_nodemasks_hier(struct cpuset *cs, nodemask_t *new_mems)
2099 {
2100         struct cpuset *cp;
2101         struct cgroup_subsys_state *pos_css;
2102
2103         rcu_read_lock();
2104         cpuset_for_each_descendant_pre(cp, pos_css, cs) {
2105                 struct cpuset *parent = parent_cs(cp);
2106
2107                 nodes_and(*new_mems, cp->mems_allowed, parent->effective_mems);
2108
2109                 /*
2110                  * If it becomes empty, inherit the effective mask of the
2111                  * parent, which is guaranteed to have some MEMs.
2112                  */
2113                 if (is_in_v2_mode() && nodes_empty(*new_mems))
2114                         *new_mems = parent->effective_mems;
2115
2116                 /* Skip the whole subtree if the nodemask remains the same. */
2117                 if (nodes_equal(*new_mems, cp->effective_mems)) {
2118                         pos_css = css_rightmost_descendant(pos_css);
2119                         continue;
2120                 }
2121
2122                 if (!css_tryget_online(&cp->css))
2123                         continue;
2124                 rcu_read_unlock();
2125
2126                 spin_lock_irq(&callback_lock);
2127                 cp->effective_mems = *new_mems;
2128                 spin_unlock_irq(&callback_lock);
2129
2130                 WARN_ON(!is_in_v2_mode() &&
2131                         !nodes_equal(cp->mems_allowed, cp->effective_mems));
2132
2133                 update_tasks_nodemask(cp);
2134
2135                 rcu_read_lock();
2136                 css_put(&cp->css);
2137         }
2138         rcu_read_unlock();
2139 }
2140
2141 /*
2142  * Handle user request to change the 'mems' memory placement
2143  * of a cpuset.  Needs to validate the request, update the
2144  * cpusets mems_allowed, and for each task in the cpuset,
2145  * update mems_allowed and rebind task's mempolicy and any vma
2146  * mempolicies and if the cpuset is marked 'memory_migrate',
2147  * migrate the tasks pages to the new memory.
2148  *
2149  * Call with cpuset_mutex held. May take callback_lock during call.
2150  * Will take tasklist_lock, scan tasklist for tasks in cpuset cs,
2151  * lock each such tasks mm->mmap_lock, scan its vma's and rebind
2152  * their mempolicies to the cpusets new mems_allowed.
2153  */
2154 static int update_nodemask(struct cpuset *cs, struct cpuset *trialcs,
2155                            const char *buf)
2156 {
2157         int retval;
2158
2159         /*
2160          * top_cpuset.mems_allowed tracks node_stats[N_MEMORY];
2161          * it's read-only
2162          */
2163         if (cs == &top_cpuset) {
2164                 retval = -EACCES;
2165                 goto done;
2166         }
2167
2168         /*
2169          * An empty mems_allowed is ok iff there are no tasks in the cpuset.
2170          * Since nodelist_parse() fails on an empty mask, we special case
2171          * that parsing.  The validate_change() call ensures that cpusets
2172          * with tasks have memory.
2173          */
2174         if (!*buf) {
2175                 nodes_clear(trialcs->mems_allowed);
2176         } else {
2177                 retval = nodelist_parse(buf, trialcs->mems_allowed);
2178                 if (retval < 0)
2179                         goto done;
2180
2181                 if (!nodes_subset(trialcs->mems_allowed,
2182                                   top_cpuset.mems_allowed)) {
2183                         retval = -EINVAL;
2184                         goto done;
2185                 }
2186         }
2187
2188         if (nodes_equal(cs->mems_allowed, trialcs->mems_allowed)) {
2189                 retval = 0;             /* Too easy - nothing to do */
2190                 goto done;
2191         }
2192         retval = validate_change(cs, trialcs);
2193         if (retval < 0)
2194                 goto done;
2195
2196         check_insane_mems_config(&trialcs->mems_allowed);
2197
2198         spin_lock_irq(&callback_lock);
2199         cs->mems_allowed = trialcs->mems_allowed;
2200         spin_unlock_irq(&callback_lock);
2201
2202         /* use trialcs->mems_allowed as a temp variable */
2203         update_nodemasks_hier(cs, &trialcs->mems_allowed);
2204 done:
2205         return retval;
2206 }
2207
2208 bool current_cpuset_is_being_rebound(void)
2209 {
2210         bool ret;
2211
2212         rcu_read_lock();
2213         ret = task_cs(current) == cpuset_being_rebound;
2214         rcu_read_unlock();
2215
2216         return ret;
2217 }
2218
2219 static int update_relax_domain_level(struct cpuset *cs, s64 val)
2220 {
2221 #ifdef CONFIG_SMP
2222         if (val < -1 || val >= sched_domain_level_max)
2223                 return -EINVAL;
2224 #endif
2225
2226         if (val != cs->relax_domain_level) {
2227                 cs->relax_domain_level = val;
2228                 if (!cpumask_empty(cs->cpus_allowed) &&
2229                     is_sched_load_balance(cs))
2230                         rebuild_sched_domains_locked();
2231         }
2232
2233         return 0;
2234 }
2235
2236 /**
2237  * update_tasks_flags - update the spread flags of tasks in the cpuset.
2238  * @cs: the cpuset in which each task's spread flags needs to be changed
2239  *
2240  * Iterate through each task of @cs updating its spread flags.  As this
2241  * function is called with cpuset_mutex held, cpuset membership stays
2242  * stable.
2243  */
2244 static void update_tasks_flags(struct cpuset *cs)
2245 {
2246         struct css_task_iter it;
2247         struct task_struct *task;
2248
2249         css_task_iter_start(&cs->css, 0, &it);
2250         while ((task = css_task_iter_next(&it)))
2251                 cpuset_update_task_spread_flags(cs, task);
2252         css_task_iter_end(&it);
2253 }
2254
2255 /*
2256  * update_flag - read a 0 or a 1 in a file and update associated flag
2257  * bit:         the bit to update (see cpuset_flagbits_t)
2258  * cs:          the cpuset to update
2259  * turning_on:  whether the flag is being set or cleared
2260  *
2261  * Call with cpuset_mutex held.
2262  */
2263
2264 static int update_flag(cpuset_flagbits_t bit, struct cpuset *cs,
2265                        int turning_on)
2266 {
2267         struct cpuset *trialcs;
2268         int balance_flag_changed;
2269         int spread_flag_changed;
2270         int err;
2271
2272         trialcs = alloc_trial_cpuset(cs);
2273         if (!trialcs)
2274                 return -ENOMEM;
2275
2276         if (turning_on)
2277                 set_bit(bit, &trialcs->flags);
2278         else
2279                 clear_bit(bit, &trialcs->flags);
2280
2281         err = validate_change(cs, trialcs);
2282         if (err < 0)
2283                 goto out;
2284
2285         balance_flag_changed = (is_sched_load_balance(cs) !=
2286                                 is_sched_load_balance(trialcs));
2287
2288         spread_flag_changed = ((is_spread_slab(cs) != is_spread_slab(trialcs))
2289                         || (is_spread_page(cs) != is_spread_page(trialcs)));
2290
2291         spin_lock_irq(&callback_lock);
2292         cs->flags = trialcs->flags;
2293         spin_unlock_irq(&callback_lock);
2294
2295         if (!cpumask_empty(trialcs->cpus_allowed) && balance_flag_changed)
2296                 rebuild_sched_domains_locked();
2297
2298         if (spread_flag_changed)
2299                 update_tasks_flags(cs);
2300 out:
2301         free_cpuset(trialcs);
2302         return err;
2303 }
2304
2305 /**
2306  * update_prstate - update partition_root_state
2307  * @cs: the cpuset to update
2308  * @new_prs: new partition root state
2309  * Return: 0 if successful, != 0 if error
2310  *
2311  * Call with cpuset_mutex held.
2312  */
2313 static int update_prstate(struct cpuset *cs, int new_prs)
2314 {
2315         int err = PERR_NONE, old_prs = cs->partition_root_state;
2316         struct cpuset *parent = parent_cs(cs);
2317         struct tmpmasks tmpmask;
2318
2319         if (old_prs == new_prs)
2320                 return 0;
2321
2322         /*
2323          * For a previously invalid partition root, leave it at being
2324          * invalid if new_prs is not "member".
2325          */
2326         if (new_prs && is_prs_invalid(old_prs)) {
2327                 cs->partition_root_state = -new_prs;
2328                 return 0;
2329         }
2330
2331         if (alloc_cpumasks(NULL, &tmpmask))
2332                 return -ENOMEM;
2333
2334         err = update_partition_exclusive(cs, new_prs);
2335         if (err)
2336                 goto out;
2337
2338         if (!old_prs) {
2339                 /*
2340                  * cpus_allowed cannot be empty.
2341                  */
2342                 if (cpumask_empty(cs->cpus_allowed)) {
2343                         err = PERR_CPUSEMPTY;
2344                         goto out;
2345                 }
2346
2347                 err = update_parent_subparts_cpumask(cs, partcmd_enable,
2348                                                      NULL, &tmpmask);
2349         } else if (old_prs && new_prs) {
2350                 /*
2351                  * A change in load balance state only, no change in cpumasks.
2352                  */
2353                 ;
2354         } else {
2355                 /*
2356                  * Switching back to member is always allowed even if it
2357                  * disables child partitions.
2358                  */
2359                 update_parent_subparts_cpumask(cs, partcmd_disable, NULL,
2360                                                &tmpmask);
2361
2362                 /*
2363                  * If there are child partitions, they will all become invalid.
2364                  */
2365                 if (unlikely(cs->nr_subparts_cpus)) {
2366                         spin_lock_irq(&callback_lock);
2367                         cs->nr_subparts_cpus = 0;
2368                         cpumask_clear(cs->subparts_cpus);
2369                         compute_effective_cpumask(cs->effective_cpus, cs, parent);
2370                         spin_unlock_irq(&callback_lock);
2371                 }
2372         }
2373 out:
2374         /*
2375          * Make partition invalid & disable CS_CPU_EXCLUSIVE if an error
2376          * happens.
2377          */
2378         if (err) {
2379                 new_prs = -new_prs;
2380                 update_partition_exclusive(cs, new_prs);
2381         }
2382
2383         spin_lock_irq(&callback_lock);
2384         cs->partition_root_state = new_prs;
2385         WRITE_ONCE(cs->prs_err, err);
2386         spin_unlock_irq(&callback_lock);
2387
2388         /*
2389          * Update child cpusets, if present.
2390          * Force update if switching back to member.
2391          */
2392         if (!list_empty(&cs->css.children))
2393                 update_cpumasks_hier(cs, &tmpmask, !new_prs ? HIER_CHECKALL : 0);
2394
2395         /* Update sched domains and load balance flag */
2396         update_partition_sd_lb(cs, old_prs);
2397
2398         notify_partition_change(cs, old_prs);
2399         free_cpumasks(NULL, &tmpmask);
2400         return 0;
2401 }
2402
2403 /*
2404  * Frequency meter - How fast is some event occurring?
2405  *
2406  * These routines manage a digitally filtered, constant time based,
2407  * event frequency meter.  There are four routines:
2408  *   fmeter_init() - initialize a frequency meter.
2409  *   fmeter_markevent() - called each time the event happens.
2410  *   fmeter_getrate() - returns the recent rate of such events.
2411  *   fmeter_update() - internal routine used to update fmeter.
2412  *
2413  * A common data structure is passed to each of these routines,
2414  * which is used to keep track of the state required to manage the
2415  * frequency meter and its digital filter.
2416  *
2417  * The filter works on the number of events marked per unit time.
2418  * The filter is single-pole low-pass recursive (IIR).  The time unit
2419  * is 1 second.  Arithmetic is done using 32-bit integers scaled to
2420  * simulate 3 decimal digits of precision (multiplied by 1000).
2421  *
2422  * With an FM_COEF of 933, and a time base of 1 second, the filter
2423  * has a half-life of 10 seconds, meaning that if the events quit
2424  * happening, then the rate returned from the fmeter_getrate()
2425  * will be cut in half each 10 seconds, until it converges to zero.
2426  *
2427  * It is not worth doing a real infinitely recursive filter.  If more
2428  * than FM_MAXTICKS ticks have elapsed since the last filter event,
2429  * just compute FM_MAXTICKS ticks worth, by which point the level
2430  * will be stable.
2431  *
2432  * Limit the count of unprocessed events to FM_MAXCNT, so as to avoid
2433  * arithmetic overflow in the fmeter_update() routine.
2434  *
2435  * Given the simple 32 bit integer arithmetic used, this meter works
2436  * best for reporting rates between one per millisecond (msec) and
2437  * one per 32 (approx) seconds.  At constant rates faster than one
2438  * per msec it maxes out at values just under 1,000,000.  At constant
2439  * rates between one per msec, and one per second it will stabilize
2440  * to a value N*1000, where N is the rate of events per second.
2441  * At constant rates between one per second and one per 32 seconds,
2442  * it will be choppy, moving up on the seconds that have an event,
2443  * and then decaying until the next event.  At rates slower than
2444  * about one in 32 seconds, it decays all the way back to zero between
2445  * each event.
2446  */
2447
2448 #define FM_COEF 933             /* coefficient for half-life of 10 secs */
2449 #define FM_MAXTICKS ((u32)99)   /* useless computing more ticks than this */
2450 #define FM_MAXCNT 1000000       /* limit cnt to avoid overflow */
2451 #define FM_SCALE 1000           /* faux fixed point scale */
2452
2453 /* Initialize a frequency meter */
2454 static void fmeter_init(struct fmeter *fmp)
2455 {
2456         fmp->cnt = 0;
2457         fmp->val = 0;
2458         fmp->time = 0;
2459         spin_lock_init(&fmp->lock);
2460 }
2461
2462 /* Internal meter update - process cnt events and update value */
2463 static void fmeter_update(struct fmeter *fmp)
2464 {
2465         time64_t now;
2466         u32 ticks;
2467
2468         now = ktime_get_seconds();
2469         ticks = now - fmp->time;
2470
2471         if (ticks == 0)
2472                 return;
2473
2474         ticks = min(FM_MAXTICKS, ticks);
2475         while (ticks-- > 0)
2476                 fmp->val = (FM_COEF * fmp->val) / FM_SCALE;
2477         fmp->time = now;
2478
2479         fmp->val += ((FM_SCALE - FM_COEF) * fmp->cnt) / FM_SCALE;
2480         fmp->cnt = 0;
2481 }
2482
2483 /* Process any previous ticks, then bump cnt by one (times scale). */
2484 static void fmeter_markevent(struct fmeter *fmp)
2485 {
2486         spin_lock(&fmp->lock);
2487         fmeter_update(fmp);
2488         fmp->cnt = min(FM_MAXCNT, fmp->cnt + FM_SCALE);
2489         spin_unlock(&fmp->lock);
2490 }
2491
2492 /* Process any previous ticks, then return current value. */
2493 static int fmeter_getrate(struct fmeter *fmp)
2494 {
2495         int val;
2496
2497         spin_lock(&fmp->lock);
2498         fmeter_update(fmp);
2499         val = fmp->val;
2500         spin_unlock(&fmp->lock);
2501         return val;
2502 }
2503
2504 static struct cpuset *cpuset_attach_old_cs;
2505
2506 /*
2507  * Check to see if a cpuset can accept a new task
2508  * For v1, cpus_allowed and mems_allowed can't be empty.
2509  * For v2, effective_cpus can't be empty.
2510  * Note that in v1, effective_cpus = cpus_allowed.
2511  */
2512 static int cpuset_can_attach_check(struct cpuset *cs)
2513 {
2514         if (cpumask_empty(cs->effective_cpus) ||
2515            (!is_in_v2_mode() && nodes_empty(cs->mems_allowed)))
2516                 return -ENOSPC;
2517         return 0;
2518 }
2519
2520 static void reset_migrate_dl_data(struct cpuset *cs)
2521 {
2522         cs->nr_migrate_dl_tasks = 0;
2523         cs->sum_migrate_dl_bw = 0;
2524 }
2525
2526 /* Called by cgroups to determine if a cpuset is usable; cpuset_mutex held */
2527 static int cpuset_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
2528 {
2529         struct cgroup_subsys_state *css;
2530         struct cpuset *cs, *oldcs;
2531         struct task_struct *task;
2532         bool cpus_updated, mems_updated;
2533         int ret;
2534
2535         /* used later by cpuset_attach() */
2536         cpuset_attach_old_cs = task_cs(cgroup_taskset_first(tset, &css));
2537         oldcs = cpuset_attach_old_cs;
2538         cs = css_cs(css);
2539
2540         mutex_lock(&cpuset_mutex);
2541
2542         /* Check to see if task is allowed in the cpuset */
2543         ret = cpuset_can_attach_check(cs);
2544         if (ret)
2545                 goto out_unlock;
2546
2547         cpus_updated = !cpumask_equal(cs->effective_cpus, oldcs->effective_cpus);
2548         mems_updated = !nodes_equal(cs->effective_mems, oldcs->effective_mems);
2549
2550         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
2551                 ret = task_can_attach(task);
2552                 if (ret)
2553                         goto out_unlock;
2554
2555                 /*
2556                  * Skip rights over task check in v2 when nothing changes,
2557                  * migration permission derives from hierarchy ownership in
2558                  * cgroup_procs_write_permission()).
2559                  */
2560                 if (!cgroup_subsys_on_dfl(cpuset_cgrp_subsys) ||
2561                     (cpus_updated || mems_updated)) {
2562                         ret = security_task_setscheduler(task);
2563                         if (ret)
2564                                 goto out_unlock;
2565                 }
2566
2567                 if (dl_task(task)) {
2568                         cs->nr_migrate_dl_tasks++;
2569                         cs->sum_migrate_dl_bw += task->dl.dl_bw;
2570                 }
2571         }
2572
2573         if (!cs->nr_migrate_dl_tasks)
2574                 goto out_success;
2575
2576         if (!cpumask_intersects(oldcs->effective_cpus, cs->effective_cpus)) {
2577                 int cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask, cs->effective_cpus);
2578
2579                 if (unlikely(cpu >= nr_cpu_ids)) {
2580                         reset_migrate_dl_data(cs);
2581                         ret = -EINVAL;
2582                         goto out_unlock;
2583                 }
2584
2585                 ret = dl_bw_alloc(cpu, cs->sum_migrate_dl_bw);
2586                 if (ret) {
2587                         reset_migrate_dl_data(cs);
2588                         goto out_unlock;
2589                 }
2590         }
2591
2592 out_success:
2593         /*
2594          * Mark attach is in progress.  This makes validate_change() fail
2595          * changes which zero cpus/mems_allowed.
2596          */
2597         cs->attach_in_progress++;
2598 out_unlock:
2599         mutex_unlock(&cpuset_mutex);
2600         return ret;
2601 }
2602
2603 static void cpuset_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
2604 {
2605         struct cgroup_subsys_state *css;
2606         struct cpuset *cs;
2607
2608         cgroup_taskset_first(tset, &css);
2609         cs = css_cs(css);
2610
2611         mutex_lock(&cpuset_mutex);
2612         cs->attach_in_progress--;
2613         if (!cs->attach_in_progress)
2614                 wake_up(&cpuset_attach_wq);
2615
2616         if (cs->nr_migrate_dl_tasks) {
2617                 int cpu = cpumask_any(cs->effective_cpus);
2618
2619                 dl_bw_free(cpu, cs->sum_migrate_dl_bw);
2620                 reset_migrate_dl_data(cs);
2621         }
2622
2623         mutex_unlock(&cpuset_mutex);
2624 }
2625
2626 /*
2627  * Protected by cpuset_mutex. cpus_attach is used only by cpuset_attach_task()
2628  * but we can't allocate it dynamically there.  Define it global and
2629  * allocate from cpuset_init().
2630  */
2631 static cpumask_var_t cpus_attach;
2632 static nodemask_t cpuset_attach_nodemask_to;
2633
2634 static void cpuset_attach_task(struct cpuset *cs, struct task_struct *task)
2635 {
2636         lockdep_assert_held(&cpuset_mutex);
2637
2638         if (cs != &top_cpuset)
2639                 guarantee_online_cpus(task, cpus_attach);
2640         else
2641                 cpumask_andnot(cpus_attach, task_cpu_possible_mask(task),
2642                                cs->subparts_cpus);
2643         /*
2644          * can_attach beforehand should guarantee that this doesn't
2645          * fail.  TODO: have a better way to handle failure here
2646          */
2647         WARN_ON_ONCE(set_cpus_allowed_ptr(task, cpus_attach));
2648
2649         cpuset_change_task_nodemask(task, &cpuset_attach_nodemask_to);
2650         cpuset_update_task_spread_flags(cs, task);
2651 }
2652
2653 static void cpuset_attach(struct cgroup_taskset *tset)
2654 {
2655         struct task_struct *task;
2656         struct task_struct *leader;
2657         struct cgroup_subsys_state *css;
2658         struct cpuset *cs;
2659         struct cpuset *oldcs = cpuset_attach_old_cs;
2660         bool cpus_updated, mems_updated;
2661
2662         cgroup_taskset_first(tset, &css);
2663         cs = css_cs(css);
2664
2665         lockdep_assert_cpus_held();     /* see cgroup_attach_lock() */
2666         mutex_lock(&cpuset_mutex);
2667         cpus_updated = !cpumask_equal(cs->effective_cpus,
2668                                       oldcs->effective_cpus);
2669         mems_updated = !nodes_equal(cs->effective_mems, oldcs->effective_mems);
2670
2671         /*
2672          * In the default hierarchy, enabling cpuset in the child cgroups
2673          * will trigger a number of cpuset_attach() calls with no change
2674          * in effective cpus and mems. In that case, we can optimize out
2675          * by skipping the task iteration and update.
2676          */
2677         if (cgroup_subsys_on_dfl(cpuset_cgrp_subsys) &&
2678             !cpus_updated && !mems_updated) {
2679                 cpuset_attach_nodemask_to = cs->effective_mems;
2680                 goto out;
2681         }
2682
2683         guarantee_online_mems(cs, &cpuset_attach_nodemask_to);
2684
2685         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset)
2686                 cpuset_attach_task(cs, task);
2687
2688         /*
2689          * Change mm for all threadgroup leaders. This is expensive and may
2690          * sleep and should be moved outside migration path proper. Skip it
2691          * if there is no change in effective_mems and CS_MEMORY_MIGRATE is
2692          * not set.
2693          */
2694         cpuset_attach_nodemask_to = cs->effective_mems;
2695         if (!is_memory_migrate(cs) && !mems_updated)
2696                 goto out;
2697
2698         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
2699                 struct mm_struct *mm = get_task_mm(leader);
2700
2701                 if (mm) {
2702                         mpol_rebind_mm(mm, &cpuset_attach_nodemask_to);
2703
2704                         /*
2705                          * old_mems_allowed is the same with mems_allowed
2706                          * here, except if this task is being moved
2707                          * automatically due to hotplug.  In that case
2708                          * @mems_allowed has been updated and is empty, so
2709                          * @old_mems_allowed is the right nodesets that we
2710                          * migrate mm from.
2711                          */
2712                         if (is_memory_migrate(cs))
2713                                 cpuset_migrate_mm(mm, &oldcs->old_mems_allowed,
2714                                                   &cpuset_attach_nodemask_to);
2715                         else
2716                                 mmput(mm);
2717                 }
2718         }
2719
2720 out:
2721         cs->old_mems_allowed = cpuset_attach_nodemask_to;
2722
2723         if (cs->nr_migrate_dl_tasks) {
2724                 cs->nr_deadline_tasks += cs->nr_migrate_dl_tasks;
2725                 oldcs->nr_deadline_tasks -= cs->nr_migrate_dl_tasks;
2726                 reset_migrate_dl_data(cs);
2727         }
2728
2729         cs->attach_in_progress--;
2730         if (!cs->attach_in_progress)
2731                 wake_up(&cpuset_attach_wq);
2732
2733         mutex_unlock(&cpuset_mutex);
2734 }
2735
2736 /* The various types of files and directories in a cpuset file system */
2737
2738 typedef enum {
2739         FILE_MEMORY_MIGRATE,
2740         FILE_CPULIST,
2741         FILE_MEMLIST,
2742         FILE_EFFECTIVE_CPULIST,
2743         FILE_EFFECTIVE_MEMLIST,
2744         FILE_SUBPARTS_CPULIST,
2745         FILE_CPU_EXCLUSIVE,
2746         FILE_MEM_EXCLUSIVE,
2747         FILE_MEM_HARDWALL,
2748         FILE_SCHED_LOAD_BALANCE,
2749         FILE_PARTITION_ROOT,
2750         FILE_SCHED_RELAX_DOMAIN_LEVEL,
2751         FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED,
2752         FILE_MEMORY_PRESSURE,
2753         FILE_SPREAD_PAGE,
2754         FILE_SPREAD_SLAB,
2755 } cpuset_filetype_t;
2756
2757 static int cpuset_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css, struct cftype *cft,
2758                             u64 val)
2759 {
2760         struct cpuset *cs = css_cs(css);
2761         cpuset_filetype_t type = cft->private;
2762         int retval = 0;
2763
2764         cpus_read_lock();
2765         mutex_lock(&cpuset_mutex);
2766         if (!is_cpuset_online(cs)) {
2767                 retval = -ENODEV;
2768                 goto out_unlock;
2769         }
2770
2771         switch (type) {
2772         case FILE_CPU_EXCLUSIVE:
2773                 retval = update_flag(CS_CPU_EXCLUSIVE, cs, val);
2774                 break;
2775         case FILE_MEM_EXCLUSIVE:
2776                 retval = update_flag(CS_MEM_EXCLUSIVE, cs, val);
2777                 break;
2778         case FILE_MEM_HARDWALL:
2779                 retval = update_flag(CS_MEM_HARDWALL, cs, val);
2780                 break;
2781         case FILE_SCHED_LOAD_BALANCE:
2782                 retval = update_flag(CS_SCHED_LOAD_BALANCE, cs, val);
2783                 break;
2784         case FILE_MEMORY_MIGRATE:
2785                 retval = update_flag(CS_MEMORY_MIGRATE, cs, val);
2786                 break;
2787         case FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED:
2788                 cpuset_memory_pressure_enabled = !!val;
2789                 break;
2790         case FILE_SPREAD_PAGE:
2791                 retval = update_flag(CS_SPREAD_PAGE, cs, val);
2792                 break;
2793         case FILE_SPREAD_SLAB:
2794                 retval = update_flag(CS_SPREAD_SLAB, cs, val);
2795                 break;
2796         default:
2797                 retval = -EINVAL;
2798                 break;
2799         }
2800 out_unlock:
2801         mutex_unlock(&cpuset_mutex);
2802         cpus_read_unlock();
2803         return retval;
2804 }
2805
2806 static int cpuset_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css, struct cftype *cft,
2807                             s64 val)
2808 {
2809         struct cpuset *cs = css_cs(css);
2810         cpuset_filetype_t type = cft->private;
2811         int retval = -ENODEV;
2812
2813         cpus_read_lock();
2814         mutex_lock(&cpuset_mutex);
2815         if (!is_cpuset_online(cs))
2816                 goto out_unlock;
2817
2818         switch (type) {
2819         case FILE_SCHED_RELAX_DOMAIN_LEVEL:
2820                 retval = update_relax_domain_level(cs, val);
2821                 break;
2822         default:
2823                 retval = -EINVAL;
2824                 break;
2825         }
2826 out_unlock:
2827         mutex_unlock(&cpuset_mutex);
2828         cpus_read_unlock();
2829         return retval;
2830 }
2831
2832 /*
2833  * Common handling for a write to a "cpus" or "mems" file.
2834  */
2835 static ssize_t cpuset_write_resmask(struct kernfs_open_file *of,
2836                                     char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
2837 {
2838         struct cpuset *cs = css_cs(of_css(of));
2839         struct cpuset *trialcs;
2840         int retval = -ENODEV;
2841
2842         buf = strstrip(buf);
2843
2844         /*
2845          * CPU or memory hotunplug may leave @cs w/o any execution
2846          * resources, in which case the hotplug code asynchronously updates
2847          * configuration and transfers all tasks to the nearest ancestor
2848          * which can execute.
2849          *
2850          * As writes to "cpus" or "mems" may restore @cs's execution
2851          * resources, wait for the previously scheduled operations before
2852          * proceeding, so that we don't end up keep removing tasks added
2853          * after execution capability is restored.
2854          *
2855          * cpuset_hotplug_work calls back into cgroup core via
2856          * cgroup_transfer_tasks() and waiting for it from a cgroupfs
2857          * operation like this one can lead to a deadlock through kernfs
2858          * active_ref protection.  Let's break the protection.  Losing the
2859          * protection is okay as we check whether @cs is online after
2860          * grabbing cpuset_mutex anyway.  This only happens on the legacy
2861          * hierarchies.
2862          */
2863         css_get(&cs->css);
2864         kernfs_break_active_protection(of->kn);
2865         flush_work(&cpuset_hotplug_work);
2866
2867         cpus_read_lock();
2868         mutex_lock(&cpuset_mutex);
2869         if (!is_cpuset_online(cs))
2870                 goto out_unlock;
2871
2872         trialcs = alloc_trial_cpuset(cs);
2873         if (!trialcs) {
2874                 retval = -ENOMEM;
2875                 goto out_unlock;
2876         }
2877
2878         switch (of_cft(of)->private) {
2879         case FILE_CPULIST:
2880                 retval = update_cpumask(cs, trialcs, buf);
2881                 break;
2882         case FILE_MEMLIST:
2883                 retval = update_nodemask(cs, trialcs, buf);
2884                 break;
2885         default:
2886                 retval = -EINVAL;
2887                 break;
2888         }
2889
2890         free_cpuset(trialcs);
2891 out_unlock:
2892         mutex_unlock(&cpuset_mutex);
2893         cpus_read_unlock();
2894         kernfs_unbreak_active_protection(of->kn);
2895         css_put(&cs->css);
2896         flush_workqueue(cpuset_migrate_mm_wq);
2897         return retval ?: nbytes;
2898 }
2899
2900 /*
2901  * These ascii lists should be read in a single call, by using a user
2902  * buffer large enough to hold the entire map.  If read in smaller
2903  * chunks, there is no guarantee of atomicity.  Since the display format
2904  * used, list of ranges of sequential numbers, is variable length,
2905  * and since these maps can change value dynamically, one could read
2906  * gibberish by doing partial reads while a list was changing.
2907  */
2908 static int cpuset_common_seq_show(struct seq_file *sf, void *v)
2909 {
2910         struct cpuset *cs = css_cs(seq_css(sf));
2911         cpuset_filetype_t type = seq_cft(sf)->private;
2912         int ret = 0;
2913
2914         spin_lock_irq(&callback_lock);
2915
2916         switch (type) {
2917         case FILE_CPULIST:
2918                 seq_printf(sf, "%*pbl\n", cpumask_pr_args(cs->cpus_allowed));
2919                 break;
2920         case FILE_MEMLIST:
2921                 seq_printf(sf, "%*pbl\n", nodemask_pr_args(&cs->mems_allowed));
2922                 break;
2923         case FILE_EFFECTIVE_CPULIST:
2924                 seq_printf(sf, "%*pbl\n", cpumask_pr_args(cs->effective_cpus));
2925                 break;
2926         case FILE_EFFECTIVE_MEMLIST:
2927                 seq_printf(sf, "%*pbl\n", nodemask_pr_args(&cs->effective_mems));
2928                 break;
2929         case FILE_SUBPARTS_CPULIST:
2930                 seq_printf(sf, "%*pbl\n", cpumask_pr_args(cs->subparts_cpus));
2931                 break;
2932         default:
2933                 ret = -EINVAL;
2934         }
2935
2936         spin_unlock_irq(&callback_lock);
2937         return ret;
2938 }
2939
2940 static u64 cpuset_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css, struct cftype *cft)
2941 {
2942         struct cpuset *cs = css_cs(css);
2943         cpuset_filetype_t type = cft->private;
2944         switch (type) {
2945         case FILE_CPU_EXCLUSIVE:
2946                 return is_cpu_exclusive(cs);
2947         case FILE_MEM_EXCLUSIVE:
2948                 return is_mem_exclusive(cs);
2949         case FILE_MEM_HARDWALL:
2950                 return is_mem_hardwall(cs);
2951         case FILE_SCHED_LOAD_BALANCE:
2952                 return is_sched_load_balance(cs);
2953         case FILE_MEMORY_MIGRATE:
2954                 return is_memory_migrate(cs);
2955         case FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED:
2956                 return cpuset_memory_pressure_enabled;
2957         case FILE_MEMORY_PRESSURE:
2958                 return fmeter_getrate(&cs->fmeter);
2959         case FILE_SPREAD_PAGE:
2960                 return is_spread_page(cs);
2961         case FILE_SPREAD_SLAB:
2962                 return is_spread_slab(cs);
2963         default:
2964                 BUG();
2965         }
2966
2967         /* Unreachable but makes gcc happy */
2968         return 0;
2969 }
2970
2971 static s64 cpuset_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css, struct cftype *cft)
2972 {
2973         struct cpuset *cs = css_cs(css);
2974         cpuset_filetype_t type = cft->private;
2975         switch (type) {
2976         case FILE_SCHED_RELAX_DOMAIN_LEVEL:
2977                 return cs->relax_domain_level;
2978         default:
2979                 BUG();
2980         }
2981
2982         /* Unreachable but makes gcc happy */
2983         return 0;
2984 }
2985
2986 static int sched_partition_show(struct seq_file *seq, void *v)
2987 {
2988         struct cpuset *cs = css_cs(seq_css(seq));
2989         const char *err, *type = NULL;
2990
2991         switch (cs->partition_root_state) {
2992         case PRS_ROOT:
2993                 seq_puts(seq, "root\n");
2994                 break;
2995         case PRS_ISOLATED:
2996                 seq_puts(seq, "isolated\n");
2997                 break;
2998         case PRS_MEMBER:
2999                 seq_puts(seq, "member\n");
3000                 break;
3001         case PRS_INVALID_ROOT:
3002                 type = "root";
3003                 fallthrough;
3004         case PRS_INVALID_ISOLATED:
3005                 if (!type)
3006                         type = "isolated";
3007                 err = perr_strings[READ_ONCE(cs->prs_err)];
3008                 if (err)
3009                         seq_printf(seq, "%s invalid (%s)\n", type, err);
3010                 else
3011                         seq_printf(seq, "%s invalid\n", type);
3012                 break;
3013         }
3014         return 0;
3015 }
3016
3017 static ssize_t sched_partition_write(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3018                                      size_t nbytes, loff_t off)
3019 {
3020         struct cpuset *cs = css_cs(of_css(of));
3021         int val;
3022         int retval = -ENODEV;
3023
3024         buf = strstrip(buf);
3025
3026         /*
3027          * Convert "root" to ENABLED, and convert "member" to DISABLED.
3028          */
3029         if (!strcmp(buf, "root"))
3030                 val = PRS_ROOT;
3031         else if (!strcmp(buf, "member"))
3032                 val = PRS_MEMBER;
3033         else if (!strcmp(buf, "isolated"))
3034                 val = PRS_ISOLATED;
3035         else
3036                 return -EINVAL;
3037
3038         css_get(&cs->css);
3039         cpus_read_lock();
3040         mutex_lock(&cpuset_mutex);
3041         if (!is_cpuset_online(cs))
3042                 goto out_unlock;
3043
3044         retval = update_prstate(cs, val);
3045 out_unlock:
3046         mutex_unlock(&cpuset_mutex);
3047         cpus_read_unlock();
3048         css_put(&cs->css);
3049         return retval ?: nbytes;
3050 }
3051
3052 /*
3053  * for the common functions, 'private' gives the type of file
3054  */
3055
3056 static struct cftype legacy_files[] = {
3057         {
3058                 .name = "cpus",
3059                 .seq_show = cpuset_common_seq_show,
3060                 .write = cpuset_write_resmask,
3061                 .max_write_len = (100U + 6 * NR_CPUS),
3062                 .private = FILE_CPULIST,
3063         },
3064
3065         {
3066                 .name = "mems",
3067                 .seq_show = cpuset_common_seq_show,
3068                 .write = cpuset_write_resmask,
3069                 .max_write_len = (100U + 6 * MAX_NUMNODES),
3070                 .private = FILE_MEMLIST,
3071         },
3072
3073         {
3074                 .name = "effective_cpus",
3075                 .seq_show = cpuset_common_seq_show,
3076                 .private = FILE_EFFECTIVE_CPULIST,
3077         },
3078
3079         {
3080                 .name = "effective_mems",
3081                 .seq_show = cpuset_common_seq_show,
3082                 .private = FILE_EFFECTIVE_MEMLIST,
3083         },
3084
3085         {
3086                 .name = "cpu_exclusive",
3087                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
3088                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
3089                 .private = FILE_CPU_EXCLUSIVE,
3090         },
3091
3092         {
3093                 .name = "mem_exclusive",
3094                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
3095                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
3096                 .private = FILE_MEM_EXCLUSIVE,
3097         },
3098
3099         {
3100                 .name = "mem_hardwall",
3101                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
3102                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
3103                 .private = FILE_MEM_HARDWALL,
3104         },
3105
3106         {
3107                 .name = "sched_load_balance",
3108                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
3109                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
3110                 .private = FILE_SCHED_LOAD_BALANCE,
3111         },
3112
3113         {
3114                 .name = "sched_relax_domain_level",
3115                 .read_s64 = cpuset_read_s64,
3116                 .write_s64 = cpuset_write_s64,
3117                 .private = FILE_SCHED_RELAX_DOMAIN_LEVEL,
3118         },
3119
3120         {
3121                 .name = "memory_migrate",
3122                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
3123                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
3124                 .private = FILE_MEMORY_MIGRATE,
3125         },
3126
3127         {
3128                 .name = "memory_pressure",
3129                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
3130                 .private = FILE_MEMORY_PRESSURE,
3131         },
3132
3133         {
3134                 .name = "memory_spread_page",
3135                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
3136                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
3137                 .private = FILE_SPREAD_PAGE,
3138         },
3139
3140         {
3141                 .name = "memory_spread_slab",
3142                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
3143                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
3144                 .private = FILE_SPREAD_SLAB,
3145         },
3146
3147         {
3148                 .name = "memory_pressure_enabled",
3149                 .flags = CFTYPE_ONLY_ON_ROOT,
3150                 .read_u64 = cpuset_read_u64,
3151                 .write_u64 = cpuset_write_u64,
3152                 .private = FILE_MEMORY_PRESSURE_ENABLED,
3153         },
3154
3155         { }     /* terminate */
3156 };
3157
3158 /*
3159  * This is currently a minimal set for the default hierarchy. It can be
3160  * expanded later on by migrating more features and control files from v1.
3161  */
3162 static struct cftype dfl_files[] = {
3163         {
3164                 .name = "cpus",
3165                 .seq_show = cpuset_common_seq_show,
3166                 .write = cpuset_write_resmask,
3167                 .max_write_len = (100U + 6 * NR_CPUS),
3168                 .private = FILE_CPULIST,
3169                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
3170         },
3171
3172         {
3173                 .name = "mems",
3174                 .seq_show = cpuset_common_seq_show,
3175                 .write = cpuset_write_resmask,
3176                 .max_write_len = (100U + 6 * MAX_NUMNODES),
3177                 .private = FILE_MEMLIST,
3178                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
3179         },
3180
3181         {
3182                 .name = "cpus.effective",
3183                 .seq_show = cpuset_common_seq_show,
3184                 .private = FILE_EFFECTIVE_CPULIST,
3185         },
3186
3187         {
3188                 .name = "mems.effective",
3189                 .seq_show = cpuset_common_seq_show,
3190                 .private = FILE_EFFECTIVE_MEMLIST,
3191         },
3192
3193         {
3194                 .name = "cpus.partition",
3195                 .seq_show = sched_partition_show,
3196                 .write = sched_partition_write,
3197                 .private = FILE_PARTITION_ROOT,
3198                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
3199                 .file_offset = offsetof(struct cpuset, partition_file),
3200         },
3201
3202         {
3203                 .name = "cpus.subpartitions",
3204                 .seq_show = cpuset_common_seq_show,
3205                 .private = FILE_SUBPARTS_CPULIST,
3206                 .flags = CFTYPE_DEBUG,
3207         },
3208
3209         { }     /* terminate */
3210 };
3211
3212
3213 /**
3214  * cpuset_css_alloc - Allocate a cpuset css
3215  * @parent_css: Parent css of the control group that the new cpuset will be
3216  *              part of
3217  * Return: cpuset css on success, -ENOMEM on failure.
3218  *
3219  * Allocate and initialize a new cpuset css, for non-NULL @parent_css, return
3220  * top cpuset css otherwise.
3221  */
3222 static struct cgroup_subsys_state *
3223 cpuset_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
3224 {
3225         struct cpuset *cs;
3226
3227         if (!parent_css)
3228                 return &top_cpuset.css;
3229
3230         cs = kzalloc(sizeof(*cs), GFP_KERNEL);
3231         if (!cs)
3232                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
3233
3234         if (alloc_cpumasks(cs, NULL)) {
3235                 kfree(cs);
3236                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
3237         }
3238
3239         __set_bit(CS_SCHED_LOAD_BALANCE, &cs->flags);
3240         nodes_clear(cs->mems_allowed);
3241         nodes_clear(cs->effective_mems);
3242         fmeter_init(&cs->fmeter);
3243         cs->relax_domain_level = -1;
3244
3245         /* Set CS_MEMORY_MIGRATE for default hierarchy */
3246         if (cgroup_subsys_on_dfl(cpuset_cgrp_subsys))
3247                 __set_bit(CS_MEMORY_MIGRATE, &cs->flags);
3248
3249         return &cs->css;
3250 }
3251
3252 static int cpuset_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
3253 {
3254         struct cpuset *cs = css_cs(css);
3255         struct cpuset *parent = parent_cs(cs);
3256         struct cpuset *tmp_cs;
3257         struct cgroup_subsys_state *pos_css;
3258
3259         if (!parent)
3260                 return 0;
3261
3262         cpus_read_lock();
3263         mutex_lock(&cpuset_mutex);
3264
3265         set_bit(CS_ONLINE, &cs->flags);
3266         if (is_spread_page(parent))
3267                 set_bit(CS_SPREAD_PAGE, &cs->flags);
3268         if (is_spread_slab(parent))
3269                 set_bit(CS_SPREAD_SLAB, &cs->flags);
3270
3271         cpuset_inc();
3272
3273         spin_lock_irq(&callback_lock);
3274         if (is_in_v2_mode()) {
3275                 cpumask_copy(cs->effective_cpus, parent->effective_cpus);
3276                 cs->effective_mems = parent->effective_mems;
3277                 cs->use_parent_ecpus = true;
3278                 parent->child_ecpus_count++;
3279         }
3280
3281         /*
3282          * For v2, clear CS_SCHED_LOAD_BALANCE if parent is isolated
3283          */
3284         if (cgroup_subsys_on_dfl(cpuset_cgrp_subsys) &&
3285             !is_sched_load_balance(parent))
3286                 clear_bit(CS_SCHED_LOAD_BALANCE, &cs->flags);
3287
3288         spin_unlock_irq(&callback_lock);
3289
3290         if (!test_bit(CGRP_CPUSET_CLONE_CHILDREN, &css->cgroup->flags))
3291                 goto out_unlock;
3292
3293         /*
3294          * Clone @parent's configuration if CGRP_CPUSET_CLONE_CHILDREN is
3295          * set.  This flag handling is implemented in cgroup core for
3296          * historical reasons - the flag may be specified during mount.
3297          *
3298          * Currently, if any sibling cpusets have exclusive cpus or mem, we
3299          * refuse to clone the configuration - thereby refusing the task to
3300          * be entered, and as a result refusing the sys_unshare() or
3301          * clone() which initiated it.  If this becomes a problem for some
3302          * users who wish to allow that scenario, then this could be
3303          * changed to grant parent->cpus_allowed-sibling_cpus_exclusive
3304          * (and likewise for mems) to the new cgroup.
3305          */
3306         rcu_read_lock();
3307         cpuset_for_each_child(tmp_cs, pos_css, parent) {
3308                 if (is_mem_exclusive(tmp_cs) || is_cpu_exclusive(tmp_cs)) {
3309                         rcu_read_unlock();
3310                         goto out_unlock;
3311                 }
3312         }
3313         rcu_read_unlock();
3314
3315         spin_lock_irq(&callback_lock);
3316         cs->mems_allowed = parent->mems_allowed;
3317         cs->effective_mems = parent->mems_allowed;
3318         cpumask_copy(cs->cpus_allowed, parent->cpus_allowed);
3319         cpumask_copy(cs->effective_cpus, parent->cpus_allowed);
3320         spin_unlock_irq(&callback_lock);
3321 out_unlock:
3322         mutex_unlock(&cpuset_mutex);
3323         cpus_read_unlock();
3324         return 0;
3325 }
3326
3327 /*
3328  * If the cpuset being removed has its flag 'sched_load_balance'
3329  * enabled, then simulate turning sched_load_balance off, which
3330  * will call rebuild_sched_domains_locked(). That is not needed
3331  * in the default hierarchy where only changes in partition
3332  * will cause repartitioning.
3333  *
3334  * If the cpuset has the 'sched.partition' flag enabled, simulate
3335  * turning 'sched.partition" off.
3336  */
3337
3338 static void cpuset_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
3339 {
3340         struct cpuset *cs = css_cs(css);
3341
3342         cpus_read_lock();
3343         mutex_lock(&cpuset_mutex);
3344
3345         if (is_partition_valid(cs))
3346                 update_prstate(cs, 0);
3347
3348         if (!cgroup_subsys_on_dfl(cpuset_cgrp_subsys) &&
3349             is_sched_load_balance(cs))
3350                 update_flag(CS_SCHED_LOAD_BALANCE, cs, 0);
3351
3352         if (cs->use_parent_ecpus) {
3353                 struct cpuset *parent = parent_cs(cs);
3354
3355                 cs->use_parent_ecpus = false;
3356                 parent->child_ecpus_count--;
3357         }
3358
3359         cpuset_dec();
3360         clear_bit(CS_ONLINE, &cs->flags);
3361
3362         mutex_unlock(&cpuset_mutex);
3363         cpus_read_unlock();
3364 }
3365
3366 static void cpuset_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
3367 {
3368         struct cpuset *cs = css_cs(css);
3369
3370         free_cpuset(cs);
3371 }
3372
3373 static void cpuset_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
3374 {
3375         mutex_lock(&cpuset_mutex);
3376         spin_lock_irq(&callback_lock);
3377
3378         if (is_in_v2_mode()) {
3379                 cpumask_copy(top_cpuset.cpus_allowed, cpu_possible_mask);
3380                 top_cpuset.mems_allowed = node_possible_map;
3381         } else {
3382                 cpumask_copy(top_cpuset.cpus_allowed,
3383                              top_cpuset.effective_cpus);
3384                 top_cpuset.mems_allowed = top_cpuset.effective_mems;
3385         }
3386
3387         spin_unlock_irq(&callback_lock);
3388         mutex_unlock(&cpuset_mutex);
3389 }
3390
3391 /*
3392  * In case the child is cloned into a cpuset different from its parent,
3393  * additional checks are done to see if the move is allowed.
3394  */
3395 static int cpuset_can_fork(struct task_struct *task, struct css_set *cset)
3396 {
3397         struct cpuset *cs = css_cs(cset->subsys[cpuset_cgrp_id]);
3398         bool same_cs;
3399         int ret;
3400
3401         rcu_read_lock();
3402         same_cs = (cs == task_cs(current));
3403         rcu_read_unlock();
3404
3405         if (same_cs)
3406                 return 0;
3407
3408         lockdep_assert_held(&cgroup_mutex);
3409         mutex_lock(&cpuset_mutex);
3410
3411         /* Check to see if task is allowed in the cpuset */
3412         ret = cpuset_can_attach_check(cs);
3413         if (ret)
3414                 goto out_unlock;
3415
3416         ret = task_can_attach(task);
3417         if (ret)
3418                 goto out_unlock;
3419
3420         ret = security_task_setscheduler(task);
3421         if (ret)
3422                 goto out_unlock;
3423
3424         /*
3425          * Mark attach is in progress.  This makes validate_change() fail
3426          * changes which zero cpus/mems_allowed.
3427          */
3428         cs->attach_in_progress++;
3429 out_unlock:
3430         mutex_unlock(&cpuset_mutex);
3431         return ret;
3432 }
3433
3434 static void cpuset_cancel_fork(struct task_struct *task, struct css_set *cset)
3435 {
3436         struct cpuset *cs = css_cs(cset->subsys[cpuset_cgrp_id]);
3437         bool same_cs;
3438
3439         rcu_read_lock();
3440         same_cs = (cs == task_cs(current));
3441         rcu_read_unlock();
3442
3443         if (same_cs)
3444                 return;
3445
3446         mutex_lock(&cpuset_mutex);
3447         cs->attach_in_progress--;
3448         if (!cs->attach_in_progress)
3449                 wake_up(&cpuset_attach_wq);
3450         mutex_unlock(&cpuset_mutex);
3451 }
3452
3453 /*
3454  * Make sure the new task conform to the current state of its parent,
3455  * which could have been changed by cpuset just after it inherits the
3456  * state from the parent and before it sits on the cgroup's task list.
3457  */
3458 static void cpuset_fork(struct task_struct *task)
3459 {
3460         struct cpuset *cs;
3461         bool same_cs;
3462
3463         rcu_read_lock();
3464         cs = task_cs(task);
3465         same_cs = (cs == task_cs(current));
3466         rcu_read_unlock();
3467
3468         if (same_cs) {
3469                 if (cs == &top_cpuset)
3470                         return;
3471
3472                 set_cpus_allowed_ptr(task, current->cpus_ptr);
3473                 task->mems_allowed = current->mems_allowed;
3474                 return;
3475         }
3476
3477         /* CLONE_INTO_CGROUP */
3478         mutex_lock(&cpuset_mutex);
3479         guarantee_online_mems(cs, &cpuset_attach_nodemask_to);
3480         cpuset_attach_task(cs, task);
3481
3482         cs->attach_in_progress--;
3483         if (!cs->attach_in_progress)
3484                 wake_up(&cpuset_attach_wq);
3485
3486         mutex_unlock(&cpuset_mutex);
3487 }
3488
3489 struct cgroup_subsys cpuset_cgrp_subsys = {
3490         .css_alloc      = cpuset_css_alloc,
3491         .css_online     = cpuset_css_online,
3492         .css_offline    = cpuset_css_offline,
3493         .css_free       = cpuset_css_free,
3494         .can_attach     = cpuset_can_attach,
3495         .cancel_attach  = cpuset_cancel_attach,
3496         .attach         = cpuset_attach,
3497         .post_attach    = cpuset_post_attach,
3498         .bind           = cpuset_bind,
3499         .can_fork       = cpuset_can_fork,
3500         .cancel_fork    = cpuset_cancel_fork,
3501         .fork           = cpuset_fork,
3502         .legacy_cftypes = legacy_files,
3503         .dfl_cftypes    = dfl_files,
3504         .early_init     = true,
3505         .threaded       = true,
3506 };
3507
3508 /**
3509  * cpuset_init - initialize cpusets at system boot
3510  *
3511  * Description: Initialize top_cpuset
3512  **/
3513
3514 int __init cpuset_init(void)
3515 {
3516         BUG_ON(!alloc_cpumask_var(&top_cpuset.cpus_allowed, GFP_KERNEL));
3517         BUG_ON(!alloc_cpumask_var(&top_cpuset.effective_cpus, GFP_KERNEL));
3518         BUG_ON(!zalloc_cpumask_var(&top_cpuset.subparts_cpus, GFP_KERNEL));
3519
3520         cpumask_setall(top_cpuset.cpus_allowed);
3521         nodes_setall(top_cpuset.mems_allowed);
3522         cpumask_setall(top_cpuset.effective_cpus);
3523         nodes_setall(top_cpuset.effective_mems);
3524
3525         fmeter_init(&top_cpuset.fmeter);
3526         set_bit(CS_SCHED_LOAD_BALANCE, &top_cpuset.flags);
3527         top_cpuset.relax_domain_level = -1;
3528
3529         BUG_ON(!alloc_cpumask_var(&cpus_attach, GFP_KERNEL));
3530
3531         return 0;
3532 }
3533
3534 /*
3535  * If CPU and/or memory hotplug handlers, below, unplug any CPUs
3536  * or memory nodes, we need to walk over the cpuset hierarchy,
3537  * removing that CPU or node from all cpusets.  If this removes the
3538  * last CPU or node from a cpuset, then move the tasks in the empty
3539  * cpuset to its next-highest non-empty parent.
3540  */
3541 static void remove_tasks_in_empty_cpuset(struct cpuset *cs)
3542 {
3543         struct cpuset *parent;
3544
3545         /*
3546          * Find its next-highest non-empty parent, (top cpuset
3547          * has online cpus, so can't be empty).
3548          */
3549         parent = parent_cs(cs);
3550         while (cpumask_empty(parent->cpus_allowed) ||
3551                         nodes_empty(parent->mems_allowed))
3552                 parent = parent_cs(parent);
3553
3554         if (cgroup_transfer_tasks(parent->css.cgroup, cs->css.cgroup)) {
3555                 pr_err("cpuset: failed to transfer tasks out of empty cpuset ");
3556                 pr_cont_cgroup_name(cs->css.cgroup);
3557                 pr_cont("\n");
3558         }
3559 }
3560
3561 static void
3562 hotplug_update_tasks_legacy(struct cpuset *cs,
3563                             struct cpumask *new_cpus, nodemask_t *new_mems,
3564                             bool cpus_updated, bool mems_updated)
3565 {
3566         bool is_empty;
3567
3568         spin_lock_irq(&callback_lock);
3569         cpumask_copy(cs->cpus_allowed, new_cpus);
3570         cpumask_copy(cs->effective_cpus, new_cpus);
3571         cs->mems_allowed = *new_mems;
3572         cs->effective_mems = *new_mems;
3573         spin_unlock_irq(&callback_lock);
3574
3575         /*
3576          * Don't call update_tasks_cpumask() if the cpuset becomes empty,
3577          * as the tasks will be migrated to an ancestor.
3578          */
3579         if (cpus_updated && !cpumask_empty(cs->cpus_allowed))
3580                 update_tasks_cpumask(cs, new_cpus);
3581         if (mems_updated && !nodes_empty(cs->mems_allowed))
3582                 update_tasks_nodemask(cs);
3583
3584         is_empty = cpumask_empty(cs->cpus_allowed) ||
3585                    nodes_empty(cs->mems_allowed);
3586
3587         /*
3588          * Move tasks to the nearest ancestor with execution resources,
3589          * This is full cgroup operation which will also call back into
3590          * cpuset. Should be done outside any lock.
3591          */
3592         if (is_empty) {
3593                 mutex_unlock(&cpuset_mutex);
3594                 remove_tasks_in_empty_cpuset(cs);
3595                 mutex_lock(&cpuset_mutex);
3596         }
3597 }
3598
3599 static void
3600 hotplug_update_tasks(struct cpuset *cs,
3601                      struct cpumask *new_cpus, nodemask_t *new_mems,
3602                      bool cpus_updated, bool mems_updated)
3603 {
3604         /* A partition root is allowed to have empty effective cpus */
3605         if (cpumask_empty(new_cpus) && !is_partition_valid(cs))
3606                 cpumask_copy(new_cpus, parent_cs(cs)->effective_cpus);
3607         if (nodes_empty(*new_mems))
3608                 *new_mems = parent_cs(cs)->effective_mems;
3609
3610         spin_lock_irq(&callback_lock);
3611         cpumask_copy(cs->effective_cpus, new_cpus);
3612         cs->effective_mems = *new_mems;
3613         spin_unlock_irq(&callback_lock);
3614
3615         if (cpus_updated)
3616                 update_tasks_cpumask(cs, new_cpus);
3617         if (mems_updated)
3618                 update_tasks_nodemask(cs);
3619 }
3620
3621 static bool force_rebuild;
3622
3623 void cpuset_force_rebuild(void)
3624 {
3625         force_rebuild = true;
3626 }
3627
3628 /**
3629  * cpuset_hotplug_update_tasks - update tasks in a cpuset for hotunplug
3630  * @cs: cpuset in interest
3631  * @tmp: the tmpmasks structure pointer
3632  *
3633  * Compare @cs's cpu and mem masks against top_cpuset and if some have gone
3634  * offline, update @cs accordingly.  If @cs ends up with no CPU or memory,
3635  * all its tasks are moved to the nearest ancestor with both resources.
3636  */
3637 static void cpuset_hotplug_update_tasks(struct cpuset *cs, struct tmpmasks *tmp)
3638 {
3639         static cpumask_t new_cpus;
3640         static nodemask_t new_mems;
3641         bool cpus_updated;
3642         bool mems_updated;
3643         struct cpuset *parent;
3644 retry:
3645         wait_event(cpuset_attach_wq, cs->attach_in_progress == 0);
3646
3647         mutex_lock(&cpuset_mutex);
3648
3649         /*
3650          * We have raced with task attaching. We wait until attaching
3651          * is finished, so we won't attach a task to an empty cpuset.
3652          */
3653         if (cs->attach_in_progress) {
3654                 mutex_unlock(&cpuset_mutex);
3655                 goto retry;
3656         }
3657
3658         parent = parent_cs(cs);
3659         compute_effective_cpumask(&new_cpus, cs, parent);
3660         nodes_and(new_mems, cs->mems_allowed, parent->effective_mems);
3661
3662         if (cs->nr_subparts_cpus)
3663                 /*
3664                  * Make sure that CPUs allocated to child partitions
3665                  * do not show up in effective_cpus.
3666                  */
3667                 cpumask_andnot(&new_cpus, &new_cpus, cs->subparts_cpus);
3668
3669         if (!tmp || !cs->partition_root_state)
3670                 goto update_tasks;
3671
3672         /*
3673          * In the unlikely event that a partition root has empty
3674          * effective_cpus with tasks, we will have to invalidate child
3675          * partitions, if present, by setting nr_subparts_cpus to 0 to
3676          * reclaim their cpus.
3677          */
3678         if (cs->nr_subparts_cpus && is_partition_valid(cs) &&
3679             cpumask_empty(&new_cpus) && partition_is_populated(cs, NULL)) {
3680                 spin_lock_irq(&callback_lock);
3681                 cs->nr_subparts_cpus = 0;
3682                 cpumask_clear(cs->subparts_cpus);
3683                 spin_unlock_irq(&callback_lock);
3684                 compute_effective_cpumask(&new_cpus, cs, parent);
3685         }
3686
3687         /*
3688          * Force the partition to become invalid if either one of
3689          * the following conditions hold:
3690          * 1) empty effective cpus but not valid empty partition.
3691          * 2) parent is invalid or doesn't grant any cpus to child
3692          *    partitions.
3693          */
3694         if (is_partition_valid(cs) && (!parent->nr_subparts_cpus ||
3695            (cpumask_empty(&new_cpus) && partition_is_populated(cs, NULL)))) {
3696                 int old_prs, parent_prs;
3697
3698                 update_parent_subparts_cpumask(cs, partcmd_disable, NULL, tmp);
3699                 if (cs->nr_subparts_cpus) {
3700                         spin_lock_irq(&callback_lock);
3701                         cs->nr_subparts_cpus = 0;
3702                         cpumask_clear(cs->subparts_cpus);
3703                         spin_unlock_irq(&callback_lock);
3704                         compute_effective_cpumask(&new_cpus, cs, parent);
3705                 }
3706
3707                 old_prs = cs->partition_root_state;
3708                 parent_prs = parent->partition_root_state;
3709                 if (is_partition_valid(cs)) {
3710                         spin_lock_irq(&callback_lock);
3711                         make_partition_invalid(cs);
3712                         spin_unlock_irq(&callback_lock);
3713                         if (is_prs_invalid(parent_prs))
3714                                 WRITE_ONCE(cs->prs_err, PERR_INVPARENT);
3715                         else if (!parent_prs)
3716                                 WRITE_ONCE(cs->prs_err, PERR_NOTPART);
3717                         else
3718                                 WRITE_ONCE(cs->prs_err, PERR_HOTPLUG);
3719                         notify_partition_change(cs, old_prs);
3720                 }
3721                 cpuset_force_rebuild();
3722         }
3723
3724         /*
3725          * On the other hand, an invalid partition root may be transitioned
3726          * back to a regular one.
3727          */
3728         else if (is_partition_valid(parent) && is_partition_invalid(cs)) {
3729                 update_parent_subparts_cpumask(cs, partcmd_update, NULL, tmp);
3730                 if (is_partition_valid(cs))
3731                         cpuset_force_rebuild();
3732         }
3733
3734 update_tasks:
3735         cpus_updated = !cpumask_equal(&new_cpus, cs->effective_cpus);
3736         mems_updated = !nodes_equal(new_mems, cs->effective_mems);
3737         if (!cpus_updated && !mems_updated)
3738                 goto unlock;    /* Hotplug doesn't affect this cpuset */
3739
3740         if (mems_updated)
3741                 check_insane_mems_config(&new_mems);
3742
3743         if (is_in_v2_mode())
3744                 hotplug_update_tasks(cs, &new_cpus, &new_mems,
3745                                      cpus_updated, mems_updated);
3746         else
3747                 hotplug_update_tasks_legacy(cs, &new_cpus, &new_mems,
3748                                             cpus_updated, mems_updated);
3749
3750 unlock:
3751         mutex_unlock(&cpuset_mutex);
3752 }
3753
3754 /**
3755  * cpuset_hotplug_workfn - handle CPU/memory hotunplug for a cpuset
3756  * @work: unused
3757  *
3758  * This function is called after either CPU or memory configuration has
3759  * changed and updates cpuset accordingly.  The top_cpuset is always
3760  * synchronized to cpu_active_mask and N_MEMORY, which is necessary in
3761  * order to make cpusets transparent (of no affect) on systems that are
3762  * actively using CPU hotplug but making no active use of cpusets.
3763  *
3764  * Non-root cpusets are only affected by offlining.  If any CPUs or memory
3765  * nodes have been taken down, cpuset_hotplug_update_tasks() is invoked on
3766  * all descendants.
3767  *
3768  * Note that CPU offlining during suspend is ignored.  We don't modify
3769  * cpusets across suspend/resume cycles at all.
3770  */
3771 static void cpuset_hotplug_workfn(struct work_struct *work)
3772 {
3773         static cpumask_t new_cpus;
3774         static nodemask_t new_mems;
3775         bool cpus_updated, mems_updated;
3776         bool on_dfl = is_in_v2_mode();
3777         struct tmpmasks tmp, *ptmp = NULL;
3778
3779         if (on_dfl && !alloc_cpumasks(NULL, &tmp))
3780                 ptmp = &tmp;
3781
3782         mutex_lock(&cpuset_mutex);
3783
3784         /* fetch the available cpus/mems and find out which changed how */
3785         cpumask_copy(&new_cpus, cpu_active_mask);
3786         new_mems = node_states[N_MEMORY];
3787
3788         /*
3789          * If subparts_cpus is populated, it is likely that the check below
3790          * will produce a false positive on cpus_updated when the cpu list
3791          * isn't changed. It is extra work, but it is better to be safe.
3792          */
3793         cpus_updated = !cpumask_equal(top_cpuset.effective_cpus, &new_cpus);
3794         mems_updated = !nodes_equal(top_cpuset.effective_mems, new_mems);
3795
3796         /*
3797          * In the rare case that hotplug removes all the cpus in subparts_cpus,
3798          * we assumed that cpus are updated.
3799          */
3800         if (!cpus_updated && top_cpuset.nr_subparts_cpus)
3801                 cpus_updated = true;
3802
3803         /* synchronize cpus_allowed to cpu_active_mask */
3804         if (cpus_updated) {
3805                 spin_lock_irq(&callback_lock);
3806                 if (!on_dfl)
3807                         cpumask_copy(top_cpuset.cpus_allowed, &new_cpus);
3808                 /*
3809                  * Make sure that CPUs allocated to child partitions
3810                  * do not show up in effective_cpus. If no CPU is left,
3811                  * we clear the subparts_cpus & let the child partitions
3812                  * fight for the CPUs again.
3813                  */
3814                 if (top_cpuset.nr_subparts_cpus) {
3815                         if (cpumask_subset(&new_cpus,
3816                                            top_cpuset.subparts_cpus)) {
3817                                 top_cpuset.nr_subparts_cpus = 0;
3818                                 cpumask_clear(top_cpuset.subparts_cpus);
3819                         } else {
3820                                 cpumask_andnot(&new_cpus, &new_cpus,
3821                                                top_cpuset.subparts_cpus);
3822                         }
3823                 }
3824                 cpumask_copy(top_cpuset.effective_cpus, &new_cpus);
3825                 spin_unlock_irq(&callback_lock);
3826                 /* we don't mess with cpumasks of tasks in top_cpuset */
3827         }
3828
3829         /* synchronize mems_allowed to N_MEMORY */
3830         if (mems_updated) {
3831                 spin_lock_irq(&callback_lock);
3832                 if (!on_dfl)
3833                         top_cpuset.mems_allowed = new_mems;
3834                 top_cpuset.effective_mems = new_mems;
3835                 spin_unlock_irq(&callback_lock);
3836                 update_tasks_nodemask(&top_cpuset);
3837         }
3838
3839         mutex_unlock(&cpuset_mutex);
3840
3841         /* if cpus or mems changed, we need to propagate to descendants */
3842         if (cpus_updated || mems_updated) {
3843                 struct cpuset *cs;
3844                 struct cgroup_subsys_state *pos_css;
3845
3846                 rcu_read_lock();
3847                 cpuset_for_each_descendant_pre(cs, pos_css, &top_cpuset) {
3848                         if (cs == &top_cpuset || !css_tryget_online(&cs->css))
3849                                 continue;
3850                         rcu_read_unlock();
3851
3852                         cpuset_hotplug_update_tasks(cs, ptmp);
3853
3854                         rcu_read_lock();
3855                         css_put(&cs->css);
3856                 }
3857                 rcu_read_unlock();
3858         }
3859
3860         /* rebuild sched domains if cpus_allowed has changed */
3861         if (cpus_updated || force_rebuild) {
3862                 force_rebuild = false;
3863                 rebuild_sched_domains();
3864         }
3865
3866         free_cpumasks(NULL, ptmp);
3867 }
3868
3869 void cpuset_update_active_cpus(void)
3870 {
3871         /*
3872          * We're inside cpu hotplug critical region which usually nests
3873          * inside cgroup synchronization.  Bounce actual hotplug processing
3874          * to a work item to avoid reverse locking order.
3875          */
3876         schedule_work(&cpuset_hotplug_work);
3877 }
3878
3879 void cpuset_wait_for_hotplug(void)
3880 {
3881         flush_work(&cpuset_hotplug_work);
3882 }
3883
3884 /*
3885  * Keep top_cpuset.mems_allowed tracking node_states[N_MEMORY].
3886  * Call this routine anytime after node_states[N_MEMORY] changes.
3887  * See cpuset_update_active_cpus() for CPU hotplug handling.
3888  */
3889 static int cpuset_track_online_nodes(struct notifier_block *self,
3890                                 unsigned long action, void *arg)
3891 {
3892         schedule_work(&cpuset_hotplug_work);
3893         return NOTIFY_OK;
3894 }
3895
3896 /**
3897  * cpuset_init_smp - initialize cpus_allowed
3898  *
3899  * Description: Finish top cpuset after cpu, node maps are initialized
3900  */
3901 void __init cpuset_init_smp(void)
3902 {
3903         /*
3904          * cpus_allowd/mems_allowed set to v2 values in the initial
3905          * cpuset_bind() call will be reset to v1 values in another
3906          * cpuset_bind() call when v1 cpuset is mounted.
3907          */
3908         top_cpuset.old_mems_allowed = top_cpuset.mems_allowed;
3909
3910         cpumask_copy(top_cpuset.effective_cpus, cpu_active_mask);
3911         top_cpuset.effective_mems = node_states[N_MEMORY];
3912
3913         hotplug_memory_notifier(cpuset_track_online_nodes, CPUSET_CALLBACK_PRI);
3914
3915         cpuset_migrate_mm_wq = alloc_ordered_workqueue("cpuset_migrate_mm", 0);
3916         BUG_ON(!cpuset_migrate_mm_wq);
3917 }
3918
3919 /**
3920  * cpuset_cpus_allowed - return cpus_allowed mask from a tasks cpuset.
3921  * @tsk: pointer to task_struct from which to obtain cpuset->cpus_allowed.
3922  * @pmask: pointer to struct cpumask variable to receive cpus_allowed set.
3923  *
3924  * Description: Returns the cpumask_var_t cpus_allowed of the cpuset
3925  * attached to the specified @tsk.  Guaranteed to return some non-empty
3926  * subset of cpu_online_mask, even if this means going outside the
3927  * tasks cpuset, except when the task is in the top cpuset.
3928  **/
3929
3930 void cpuset_cpus_allowed(struct task_struct *tsk, struct cpumask *pmask)
3931 {
3932         unsigned long flags;
3933         struct cpuset *cs;
3934
3935         spin_lock_irqsave(&callback_lock, flags);
3936         rcu_read_lock();
3937
3938         cs = task_cs(tsk);
3939         if (cs != &top_cpuset)
3940                 guarantee_online_cpus(tsk, pmask);
3941         /*
3942          * Tasks in the top cpuset won't get update to their cpumasks
3943          * when a hotplug online/offline event happens. So we include all
3944          * offline cpus in the allowed cpu list.
3945          */
3946         if ((cs == &top_cpuset) || cpumask_empty(pmask)) {
3947                 const struct cpumask *possible_mask = task_cpu_possible_mask(tsk);
3948
3949                 /*
3950                  * We first exclude cpus allocated to partitions. If there is no
3951                  * allowable online cpu left, we fall back to all possible cpus.
3952                  */
3953                 cpumask_andnot(pmask, possible_mask, top_cpuset.subparts_cpus);
3954                 if (!cpumask_intersects(pmask, cpu_online_mask))
3955                         cpumask_copy(pmask, possible_mask);
3956         }
3957
3958         rcu_read_unlock();
3959         spin_unlock_irqrestore(&callback_lock, flags);
3960 }
3961
3962 /**
3963  * cpuset_cpus_allowed_fallback - final fallback before complete catastrophe.
3964  * @tsk: pointer to task_struct with which the scheduler is struggling
3965  *
3966  * Description: In the case that the scheduler cannot find an allowed cpu in
3967  * tsk->cpus_allowed, we fall back to task_cs(tsk)->cpus_allowed. In legacy
3968  * mode however, this value is the same as task_cs(tsk)->effective_cpus,
3969  * which will not contain a sane cpumask during cases such as cpu hotplugging.
3970  * This is the absolute last resort for the scheduler and it is only used if
3971  * _every_ other avenue has been traveled.
3972  *
3973  * Returns true if the affinity of @tsk was changed, false otherwise.
3974  **/
3975
3976 bool cpuset_cpus_allowed_fallback(struct task_struct *tsk)
3977 {
3978         const struct cpumask *possible_mask = task_cpu_possible_mask(tsk);
3979         const struct cpumask *cs_mask;
3980         bool changed = false;
3981
3982         rcu_read_lock();
3983         cs_mask = task_cs(tsk)->cpus_allowed;
3984         if (is_in_v2_mode() && cpumask_subset(cs_mask, possible_mask)) {
3985                 do_set_cpus_allowed(tsk, cs_mask);
3986                 changed = true;
3987         }
3988         rcu_read_unlock();
3989
3990         /*
3991          * We own tsk->cpus_allowed, nobody can change it under us.
3992          *
3993          * But we used cs && cs->cpus_allowed lockless and thus can
3994          * race with cgroup_attach_task() or update_cpumask() and get
3995          * the wrong tsk->cpus_allowed. However, both cases imply the
3996          * subsequent cpuset_change_cpumask()->set_cpus_allowed_ptr()
3997          * which takes task_rq_lock().
3998          *
3999          * If we are called after it dropped the lock we must see all
4000          * changes in tsk_cs()->cpus_allowed. Otherwise we can temporary
4001          * set any mask even if it is not right from task_cs() pov,
4002          * the pending set_cpus_allowed_ptr() will fix things.
4003          *
4004          * select_fallback_rq() will fix things ups and set cpu_possible_mask
4005          * if required.
4006          */
4007         return changed;
4008 }
4009
4010 void __init cpuset_init_current_mems_allowed(void)
4011 {
4012         nodes_setall(current->mems_allowed);
4013 }
4014
4015 /**
4016  * cpuset_mems_allowed - return mems_allowed mask from a tasks cpuset.
4017  * @tsk: pointer to task_struct from which to obtain cpuset->mems_allowed.
4018  *
4019  * Description: Returns the nodemask_t mems_allowed of the cpuset
4020  * attached to the specified @tsk.  Guaranteed to return some non-empty
4021  * subset of node_states[N_MEMORY], even if this means going outside the
4022  * tasks cpuset.
4023  **/
4024
4025 nodemask_t cpuset_mems_allowed(struct task_struct *tsk)
4026 {
4027         nodemask_t mask;
4028         unsigned long flags;
4029
4030         spin_lock_irqsave(&callback_lock, flags);
4031         rcu_read_lock();
4032         guarantee_online_mems(task_cs(tsk), &mask);
4033         rcu_read_unlock();
4034         spin_unlock_irqrestore(&callback_lock, flags);
4035
4036         return mask;
4037 }
4038
4039 /**
4040  * cpuset_nodemask_valid_mems_allowed - check nodemask vs. current mems_allowed
4041  * @nodemask: the nodemask to be checked
4042  *
4043  * Are any of the nodes in the nodemask allowed in current->mems_allowed?
4044  */
4045 int cpuset_nodemask_valid_mems_allowed(nodemask_t *nodemask)
4046 {
4047         return nodes_intersects(*nodemask, current->mems_allowed);
4048 }
4049
4050 /*
4051  * nearest_hardwall_ancestor() - Returns the nearest mem_exclusive or
4052  * mem_hardwall ancestor to the specified cpuset.  Call holding
4053  * callback_lock.  If no ancestor is mem_exclusive or mem_hardwall
4054  * (an unusual configuration), then returns the root cpuset.
4055  */
4056 static struct cpuset *nearest_hardwall_ancestor(struct cpuset *cs)
4057 {
4058         while (!(is_mem_exclusive(cs) || is_mem_hardwall(cs)) && parent_cs(cs))
4059                 cs = parent_cs(cs);
4060         return cs;
4061 }
4062
4063 /*
4064  * cpuset_node_allowed - Can we allocate on a memory node?
4065  * @node: is this an allowed node?
4066  * @gfp_mask: memory allocation flags
4067  *
4068  * If we're in interrupt, yes, we can always allocate.  If @node is set in
4069  * current's mems_allowed, yes.  If it's not a __GFP_HARDWALL request and this
4070  * node is set in the nearest hardwalled cpuset ancestor to current's cpuset,
4071  * yes.  If current has access to memory reserves as an oom victim, yes.
4072  * Otherwise, no.
4073  *
4074  * GFP_USER allocations are marked with the __GFP_HARDWALL bit,
4075  * and do not allow allocations outside the current tasks cpuset
4076  * unless the task has been OOM killed.
4077  * GFP_KERNEL allocations are not so marked, so can escape to the
4078  * nearest enclosing hardwalled ancestor cpuset.
4079  *
4080  * Scanning up parent cpusets requires callback_lock.  The
4081  * __alloc_pages() routine only calls here with __GFP_HARDWALL bit
4082  * _not_ set if it's a GFP_KERNEL allocation, and all nodes in the
4083  * current tasks mems_allowed came up empty on the first pass over
4084  * the zonelist.  So only GFP_KERNEL allocations, if all nodes in the
4085  * cpuset are short of memory, might require taking the callback_lock.
4086  *
4087  * The first call here from mm/page_alloc:get_page_from_freelist()
4088  * has __GFP_HARDWALL set in gfp_mask, enforcing hardwall cpusets,
4089  * so no allocation on a node outside the cpuset is allowed (unless
4090  * in interrupt, of course).
4091  *
4092  * The second pass through get_page_from_freelist() doesn't even call
4093  * here for GFP_ATOMIC calls.  For those calls, the __alloc_pages()
4094  * variable 'wait' is not set, and the bit ALLOC_CPUSET is not set
4095  * in alloc_flags.  That logic and the checks below have the combined
4096  * affect that:
4097  *      in_interrupt - any node ok (current task context irrelevant)
4098  *      GFP_ATOMIC   - any node ok
4099  *      tsk_is_oom_victim   - any node ok
4100  *      GFP_KERNEL   - any node in enclosing hardwalled cpuset ok
4101  *      GFP_USER     - only nodes in current tasks mems allowed ok.
4102  */
4103 bool cpuset_node_allowed(int node, gfp_t gfp_mask)
4104 {
4105         struct cpuset *cs;              /* current cpuset ancestors */
4106         bool allowed;                   /* is allocation in zone z allowed? */
4107         unsigned long flags;
4108
4109         if (in_interrupt())
4110                 return true;
4111         if (node_isset(node, current->mems_allowed))
4112                 return true;
4113         /*
4114          * Allow tasks that have access to memory reserves because they have
4115          * been OOM killed to get memory anywhere.
4116          */
4117         if (unlikely(tsk_is_oom_victim(current)))
4118                 return true;
4119         if (gfp_mask & __GFP_HARDWALL)  /* If hardwall request, stop here */
4120                 return false;
4121
4122         if (current->flags & PF_EXITING) /* Let dying task have memory */
4123                 return true;
4124
4125         /* Not hardwall and node outside mems_allowed: scan up cpusets */
4126         spin_lock_irqsave(&callback_lock, flags);
4127
4128         rcu_read_lock();
4129         cs = nearest_hardwall_ancestor(task_cs(current));
4130         allowed = node_isset(node, cs->mems_allowed);
4131         rcu_read_unlock();
4132
4133         spin_unlock_irqrestore(&callback_lock, flags);
4134         return allowed;
4135 }
4136
4137 /**
4138  * cpuset_spread_node() - On which node to begin search for a page
4139  * @rotor: round robin rotor
4140  *
4141  * If a task is marked PF_SPREAD_PAGE or PF_SPREAD_SLAB (as for
4142  * tasks in a cpuset with is_spread_page or is_spread_slab set),
4143  * and if the memory allocation used cpuset_mem_spread_node()
4144  * to determine on which node to start looking, as it will for
4145  * certain page cache or slab cache pages such as used for file
4146  * system buffers and inode caches, then instead of starting on the
4147  * local node to look for a free page, rather spread the starting
4148  * node around the tasks mems_allowed nodes.
4149  *
4150  * We don't have to worry about the returned node being offline
4151  * because "it can't happen", and even if it did, it would be ok.
4152  *
4153  * The routines calling guarantee_online_mems() are careful to
4154  * only set nodes in task->mems_allowed that are online.  So it
4155  * should not be possible for the following code to return an
4156  * offline node.  But if it did, that would be ok, as this routine
4157  * is not returning the node where the allocation must be, only
4158  * the node where the search should start.  The zonelist passed to
4159  * __alloc_pages() will include all nodes.  If the slab allocator
4160  * is passed an offline node, it will fall back to the local node.
4161  * See kmem_cache_alloc_node().
4162  */
4163 static int cpuset_spread_node(int *rotor)
4164 {
4165         return *rotor = next_node_in(*rotor, current->mems_allowed);
4166 }
4167
4168 /**
4169  * cpuset_mem_spread_node() - On which node to begin search for a file page
4170  */
4171 int cpuset_mem_spread_node(void)
4172 {
4173         if (current->cpuset_mem_spread_rotor == NUMA_NO_NODE)
4174                 current->cpuset_mem_spread_rotor =
4175                         node_random(&current->mems_allowed);
4176
4177         return cpuset_spread_node(&current->cpuset_mem_spread_rotor);
4178 }
4179
4180 /**
4181  * cpuset_slab_spread_node() - On which node to begin search for a slab page
4182  */
4183 int cpuset_slab_spread_node(void)
4184 {
4185         if (current->cpuset_slab_spread_rotor == NUMA_NO_NODE)
4186                 current->cpuset_slab_spread_rotor =
4187                         node_random(&current->mems_allowed);
4188
4189         return cpuset_spread_node(&current->cpuset_slab_spread_rotor);
4190 }
4191 EXPORT_SYMBOL_GPL(cpuset_mem_spread_node);
4192
4193 /**
4194  * cpuset_mems_allowed_intersects - Does @tsk1's mems_allowed intersect @tsk2's?
4195  * @tsk1: pointer to task_struct of some task.
4196  * @tsk2: pointer to task_struct of some other task.
4197  *
4198  * Description: Return true if @tsk1's mems_allowed intersects the
4199  * mems_allowed of @tsk2.  Used by the OOM killer to determine if
4200  * one of the task's memory usage might impact the memory available
4201  * to the other.
4202  **/
4203
4204 int cpuset_mems_allowed_intersects(const struct task_struct *tsk1,
4205                                    const struct task_struct *tsk2)
4206 {
4207         return nodes_intersects(tsk1->mems_allowed, tsk2->mems_allowed);
4208 }
4209
4210 /**
4211  * cpuset_print_current_mems_allowed - prints current's cpuset and mems_allowed
4212  *
4213  * Description: Prints current's name, cpuset name, and cached copy of its
4214  * mems_allowed to the kernel log.
4215  */
4216 void cpuset_print_current_mems_allowed(void)
4217 {
4218         struct cgroup *cgrp;
4219
4220         rcu_read_lock();
4221
4222         cgrp = task_cs(current)->css.cgroup;
4223         pr_cont(",cpuset=");
4224         pr_cont_cgroup_name(cgrp);
4225         pr_cont(",mems_allowed=%*pbl",
4226                 nodemask_pr_args(&current->mems_allowed));
4227
4228         rcu_read_unlock();
4229 }
4230
4231 /*
4232  * Collection of memory_pressure is suppressed unless
4233  * this flag is enabled by writing "1" to the special
4234  * cpuset file 'memory_pressure_enabled' in the root cpuset.
4235  */
4236
4237 int cpuset_memory_pressure_enabled __read_mostly;
4238
4239 /*
4240  * __cpuset_memory_pressure_bump - keep stats of per-cpuset reclaims.
4241  *
4242  * Keep a running average of the rate of synchronous (direct)
4243  * page reclaim efforts initiated by tasks in each cpuset.
4244  *
4245  * This represents the rate at which some task in the cpuset
4246  * ran low on memory on all nodes it was allowed to use, and
4247  * had to enter the kernels page reclaim code in an effort to
4248  * create more free memory by tossing clean pages or swapping
4249  * or writing dirty pages.
4250  *
4251  * Display to user space in the per-cpuset read-only file
4252  * "memory_pressure".  Value displayed is an integer
4253  * representing the recent rate of entry into the synchronous
4254  * (direct) page reclaim by any task attached to the cpuset.
4255  */
4256
4257 void __cpuset_memory_pressure_bump(void)
4258 {
4259         rcu_read_lock();
4260         fmeter_markevent(&task_cs(current)->fmeter);
4261         rcu_read_unlock();
4262 }
4263
4264 #ifdef CONFIG_PROC_PID_CPUSET
4265 /*
4266  * proc_cpuset_show()
4267  *  - Print tasks cpuset path into seq_file.
4268  *  - Used for /proc/<pid>/cpuset.
4269  *  - No need to task_lock(tsk) on this tsk->cpuset reference, as it
4270  *    doesn't really matter if tsk->cpuset changes after we read it,
4271  *    and we take cpuset_mutex, keeping cpuset_attach() from changing it
4272  *    anyway.
4273  */
4274 int proc_cpuset_show(struct seq_file *m, struct pid_namespace *ns,
4275                      struct pid *pid, struct task_struct *tsk)
4276 {
4277         char *buf;
4278         struct cgroup_subsys_state *css;
4279         int retval;
4280
4281         retval = -ENOMEM;
4282         buf = kmalloc(PATH_MAX, GFP_KERNEL);
4283         if (!buf)
4284                 goto out;
4285
4286         css = task_get_css(tsk, cpuset_cgrp_id);
4287         retval = cgroup_path_ns(css->cgroup, buf, PATH_MAX,
4288                                 current->nsproxy->cgroup_ns);
4289         css_put(css);
4290         if (retval >= PATH_MAX)
4291                 retval = -ENAMETOOLONG;
4292         if (retval < 0)
4293                 goto out_free;
4294         seq_puts(m, buf);
4295         seq_putc(m, '\n');
4296         retval = 0;
4297 out_free:
4298         kfree(buf);
4299 out:
4300         return retval;
4301 }
4302 #endif /* CONFIG_PROC_PID_CPUSET */
4303
4304 /* Display task mems_allowed in /proc/<pid>/status file. */
4305 void cpuset_task_status_allowed(struct seq_file *m, struct task_struct *task)
4306 {
4307         seq_printf(m, "Mems_allowed:\t%*pb\n",
4308                    nodemask_pr_args(&task->mems_allowed));
4309         seq_printf(m, "Mems_allowed_list:\t%*pbl\n",
4310                    nodemask_pr_args(&task->mems_allowed));
4311 }